最新人教版高中物理一輪復(fù)習(xí)課件：實驗4-驗證機械能守恒定律

實驗四驗證機械能守恒定律實驗四驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律1.在只有重力做功的自由落體運動中，物體的重力勢能和動能互相轉(zhuǎn)化，但總的機械能保持不變.若物體某時刻瞬時速度為v，下落高度為h，則重力勢能的減少量為mgh，動能的增加量為

mv2，看它們在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，若相等則驗證了機械能守恒定律2.計算打第n個點時速度的方法：如圖所示,由公式可得第n個點的速度1.在只有重力做功的自由落體運動中，物體的重力勢能和動能鐵架臺(含鐵夾)，打點計時器，學(xué)生電源，紙帶，復(fù)寫紙，導(dǎo)線，毫米刻度尺，重物(帶紙帶夾)鐵架臺(含鐵夾)，打點計時器，學(xué)生電源，紙帶，復(fù)寫紙，導(dǎo)線，一、實驗步驟1.儀器安裝：按圖示將檢查、調(diào)整好的打點計時器豎直固定在鐵架臺上，接好電路2.打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點計時器的地方.先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落.更換紙帶重復(fù)做3～5次實驗一、實驗步驟3.選紙帶：分兩種情況說明(1)如果根據(jù)mv2=mgh驗證時，應(yīng)選點跡清晰，打點成一條直線，且1、2兩點間距離小于或接近2mm的紙帶.(2)如果根據(jù)mv2B-mv2A=mgΔh驗證時，由于重力勢能的相對性，處理紙帶時，選擇適當(dāng)?shù)狞c為基準(zhǔn)點，這樣紙帶上打出的第1、2兩點間的距離是否為2mm就無關(guān)緊要了，所以只要后面的點跡清晰就可選用.3.選紙帶：分兩種情況說明二、數(shù)據(jù)處理方法一：利用起始點和第n點計算.代入mghn和如果在實驗誤差允許的條件下mghn和相等，則驗證了機械能守恒定律.方法二：任取兩點計算(1)任取兩點A、B測出hAB，算出mghAB.(2)算出的值.(3)在實驗誤差允許的條件下，若mghAB=成立，則驗證了機械能守恒定律.二、數(shù)據(jù)處理方法三：圖象法.從紙帶上選取多個點，測量從第一點到其余各點的下落高度h，并計算各點速度的平方v2，然后以v2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出v2-h圖線.若在誤差允許的范圍內(nèi)圖線是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機械能守恒定律.方法三：圖象法.從紙帶上選取多個點，測量從第一點到其余各1.測量誤差：測量兩點之間的距離時造成誤差.減小測量誤差的方法，一是測下落距離時都從起始計數(shù)點量起，一次將各打點對應(yīng)下落高度測量完，二是多測幾次取平均值2.系統(tǒng)誤差：由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，故動能的增加量必定稍小于勢能的減少量ΔEp=mghn，改進辦法：(1)調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力.(2)選用密度較大的重物.1.測量誤差：測量兩點之間的距離時造成誤差.減小測量誤差的1.安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)以減少摩擦阻力2.重物應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大、體積較小的物體以減小空氣阻力的影響3.應(yīng)先接通電源，讓計時器正常工作后，再松開紙帶讓重物下落4.紙帶長度選用60cm左右為宜，應(yīng)選用點跡清晰的紙帶進行測量1.安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)5.速度不能用或計算，因為只要認為加速度為g，機械能當(dāng)然守恒，即相當(dāng)于用機械能守恒定律驗證機械能守恒定律.況且用vn=gtn計算出的速度比實際值大，會得出機械能增加的結(jié)論，而因為摩擦阻力的影響，機械能應(yīng)該減小，所以速度應(yīng)從紙帶上直接測量計算.同樣的道理，重物下落的高度h，也只能用刻度尺直接測量，而不能用或計算得到5.速度不能用或計算，因為只要1.物體的速度可以用光電計時器測量，以減小由于測量和計算帶來的誤差2.整個實驗裝置可以放在真空的環(huán)境中操作，如用牛頓管和頻閃照相進行驗證，以消除由于空氣阻力作用而帶來的誤差3.可以利用氣墊導(dǎo)軌來設(shè)計該實驗，以減小由于摩擦帶來的誤差1.物體的速度可以用光電計時器測量，以減小由于測量和計算帶來實驗數(shù)據(jù)的處理及誤差分析【例證1】在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知電磁打點計時器所用的電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，測得所用的重物質(zhì)量為1.00kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶(如圖所示)，把第一個點記為O，另選連續(xù)的四個點A、B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.實驗數(shù)據(jù)的處理及誤差分析(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量等于______J，動能的增加量等于______J(取三位有效數(shù)字).(2)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物下落時的實際加速度a=____m/s2，a_____g(填“大于”或“小于”)，原因是____________.(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少【規(guī)范解答】(1)由題意知重物由O點運動至C點，下落的高度為hC=77.76cm=0.7776m，m=1.00kg，g=9.80m/s2，所以重力勢能的減少量為ΔEp=mghC=1.00×9.80×0.7776J=7.62J.重物經(jīng)過C點時的速度又因為T=0.02s、OD=85.73cm=0.8573m、OB=70.18cm=0.7018m所以m/s=3.89m/s故重物動能的增加量ΔEk為ΔEk=mvC2=×1.00×3.892J=7.57J【規(guī)范解答】(1)由題意知重物由O點運動至C點，下落的高度為(2)根據(jù)CD-AB=2aT2,CD=OD-OC,AB=OB-OA，代入數(shù)據(jù)得a=9.75m/s2<g.實驗中重物受空氣阻力，紙帶受限位孔或打點計時器振針的阻力作用，導(dǎo)致a<g.答案：(1)7.627.57(2)9.75小于重物受空氣阻力，紙帶受限位孔或打點計時器振針的阻力(2)根據(jù)CD-AB=2aT2,CD=OD-OC,AB=OB用光電門和氣墊導(dǎo)軌進行驗證【例證2】某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示.在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連.滑塊在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖線.用光電門和氣墊導(dǎo)軌進行驗證最新人教版高中物理一輪復(fù)習(xí)課件：實驗4-驗證機械能守恒定律(1)實驗前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的Δt1_____Δt2(選填“>”、“=”或“<”)時，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平.(2)用螺旋測微器測遮光條寬度d，測量結(jié)果如圖丙所示，則d=_____mm.(1)實驗前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上，輕(3)滑塊P用細線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機得到的圖象如圖乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要驗證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，還應(yīng)測出______和______(寫出物理量的名稱及符號).(4)若上述物理量間滿足關(guān)系式______，則表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒.(3)滑塊P用細線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q【規(guī)范解答】(1)當(dāng)Δt1=Δt2時，滑塊通過光電門A、B的速度相同，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平.(2)d=8mm+0.01mm×47.4=8.474mm.(3)(4)要驗證系統(tǒng)機械能守恒，應(yīng)驗證的關(guān)系式為：由于d、Δt1、Δt2已知，故要驗證此式，必須測量滑塊的質(zhì)量M及兩光電門間距離L.答案：(1)=(2)8.474(在8.473～8.475之間均算對)(3)滑塊質(zhì)量M兩光電門間距離L(4)【規(guī)范解答】(1)當(dāng)Δt1=Δt2時，滑塊通過光電門A、B的1.(1)在“驗證機械能守恒定律”實驗中，打出的紙帶如圖所示.設(shè)重錘質(zhì)量為m，交流電源周期為T，則打點4時重錘的動能可以表示為______.1.(1)在“驗證機械能守恒定律”實驗中，打出的紙帶如圖所示(2)為了求起點0到點4重錘的重力勢能變化，需要知道重力加速度g的值，這個g值應(yīng)該是()A.取當(dāng)?shù)氐膶嶋Hg值B.根據(jù)打出的紙帶，用Δx=gT2求出C.近似取10m/s2即可D.以上說法均不對(2)為了求起點0到點4重錘的重力勢能變化，需要知道重力加速【解析】(1)由可知(2)為了實驗的精確性，重力加速度的數(shù)值應(yīng)該取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，選項A正確而C錯誤；由于摩擦阻力的存在，物體下落的加速度應(yīng)該小于g，故選項B錯誤.答案：(1)(2)A【解析】(1)由可知2.(2012·深圳模擬)“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置可以采用圖示的甲或乙方案來進行2.(2012·深圳模擬)“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置可(1)比較這兩種方案,_____(填“甲”或“乙”)方案好些.(2)該同學(xué)開始實驗時情形如圖丙所示,接通電源釋放紙帶.請指出該同學(xué)在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當(dāng)?shù)牡胤?①____________________________________________________②____________________________________________________(3)該實驗中得到一條紙帶,且測得每兩個計數(shù)點間的距離如圖丁所示.已知相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔T=0.1s.則物體運動的加速度a=_____;該紙帶是采用_____(填“甲”或“乙”)實驗方案得到的.(1)比較這兩種方案,_____(填“甲”或“乙”)方案好些【解析】(1)甲方案較好,因為乙方案中的實際阻力大于甲方案中的阻力.(2)①打點計時器接了直流電源,應(yīng)接交流電源.②重錘離打點計時器太遠,對紙帶打點不易操作.(3)由Δx=aT2利用逐差法求a.即=4.8m/s2<9.8m/s2故該紙帶是采用乙方案得到的.答案:(1)甲(2)見解析(3)4.8m/s2乙【解析】(1)甲方案較好,因為乙方案中的實際阻力大于甲方案中3.(2012·鹽城模擬)利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置示意圖如圖甲所示：3.(2012·鹽城模擬)利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律，實(1)實驗步驟：①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平；②用游標(biāo)卡尺測量擋光條的寬度l，結(jié)果如圖乙所示，由此讀出l=______mm；③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s=_____cm；(1)實驗步驟：④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2；⑤從數(shù)字計時器(圖甲中未畫出)上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間Δt1和Δt2；⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m.④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要(2)用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達式：①滑塊通過光電門1和光電門2時瞬時速度分別為v1=_____和v2=_____.②當(dāng)滑塊通過光電門1和光電門2時，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能分別為Ek1=_____和Ek2=_____.③在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢能的減少ΔEp=_____(重力加速度為g).(3)如果ΔEp=_____，則可認為驗證了機械能守恒定律.(2)用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達式：【解析】(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)=9mm+0.05×6mm=9.30mm兩光電門中心間距s=80.30cm-20.30cm=60.00cm(2)ΔEp=mgs(3)若ΔEp=Ek2-Ek1則可認為機械能守恒.答案：(1)②9.30③60.00(2)①②③mgs(3)Ek2-Ek1【解析】(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)=9mm+0.05×6mm=4.(2011·海南高考)現(xiàn)要通過實驗驗證機械能守恒定律.實驗裝置如圖所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t，用d表示A點到導(dǎo)軌底端C點的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A、B兩點的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作圖.4.(2011·海南高考)現(xiàn)要通過實驗驗證機(1)若將滑塊自A點由靜止釋放，則在滑塊從A運動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為______.動能的增加量可表示為______.若在運動過程中機械能守恒，與s的關(guān)系式為=______.(2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(A點)下滑，測量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如表所示：(1)若將滑塊自A點由靜止釋放，則在滑塊從A運動至B的過程12345s(m)

0.6000.8001.0001.2001.400t(ms)

8.227.176.445.855.431/t2(104s-2)

1.481.952.412.923.3912345s(m)0.6000.8001.0001.200以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙中描出第1和第5個數(shù)據(jù)點；根據(jù)5個數(shù)據(jù)點作直線，求得該直線的斜率k=______×104m-1·s-2(保留3位有效數(shù)字).由測得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計算出-s直線的斜率k0，將k和k0進行比較，若其差值在實驗允許的范圍內(nèi)，則可認為此實驗驗證了機械能守恒定律.以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙中描出第1和第5個數(shù)據(jù)【解析】(1)滑塊和遮光片的重力勢能減少，砝碼的重力勢能增加，所以系統(tǒng)的重力勢能減少的量為ΔEp=Mgssinθ-mgs=-mgs；滑塊運動到光電門時的速度為所以系統(tǒng)的動能增加量為若機械能守恒，則有解得【解析】(1)滑塊和遮光片的重力勢能減少，砝碼的重力勢能增加(2)如圖所示.由圖象可求得斜率=2.43×104m-1·s-2答案：(1)(2)見解析圖2.43(2)如圖所示.實驗四驗證機械能守恒定律實驗四驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律1.在只有重力做功的自由落體運動中，物體的重力勢能和動能互相轉(zhuǎn)化，但總的機械能保持不變.若物體某時刻瞬時速度為v，下落高度為h，則重力勢能的減少量為mgh，動能的增加量為

mv2，看它們在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，若相等則驗證了機械能守恒定律2.計算打第n個點時速度的方法：如圖所示,由公式可得第n個點的速度1.在只有重力做功的自由落體運動中，物體的重力勢能和動能鐵架臺(含鐵夾)，打點計時器，學(xué)生電源，紙帶，復(fù)寫紙，導(dǎo)線，毫米刻度尺，重物(帶紙帶夾)鐵架臺(含鐵夾)，打點計時器，學(xué)生電源，紙帶，復(fù)寫紙，導(dǎo)線，一、實驗步驟1.儀器安裝：按圖示將檢查、調(diào)整好的打點計時器豎直固定在鐵架臺上，接好電路2.打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點計時器的地方.先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落.更換紙帶重復(fù)做3～5次實驗一、實驗步驟3.選紙帶：分兩種情況說明(1)如果根據(jù)mv2=mgh驗證時，應(yīng)選點跡清晰，打點成一條直線，且1、2兩點間距離小于或接近2mm的紙帶.(2)如果根據(jù)mv2B-mv2A=mgΔh驗證時，由于重力勢能的相對性，處理紙帶時，選擇適當(dāng)?shù)狞c為基準(zhǔn)點，這樣紙帶上打出的第1、2兩點間的距離是否為2mm就無關(guān)緊要了，所以只要后面的點跡清晰就可選用.3.選紙帶：分兩種情況說明二、數(shù)據(jù)處理方法一：利用起始點和第n點計算.代入mghn和如果在實驗誤差允許的條件下mghn和相等，則驗證了機械能守恒定律.方法二：任取兩點計算(1)任取兩點A、B測出hAB，算出mghAB.(2)算出的值.(3)在實驗誤差允許的條件下，若mghAB=成立，則驗證了機械能守恒定律.二、數(shù)據(jù)處理方法三：圖象法.從紙帶上選取多個點，測量從第一點到其余各點的下落高度h，并計算各點速度的平方v2，然后以v2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出v2-h圖線.若在誤差允許的范圍內(nèi)圖線是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機械能守恒定律.方法三：圖象法.從紙帶上選取多個點，測量從第一點到其余各1.測量誤差：測量兩點之間的距離時造成誤差.減小測量誤差的方法，一是測下落距離時都從起始計數(shù)點量起，一次將各打點對應(yīng)下落高度測量完，二是多測幾次取平均值2.系統(tǒng)誤差：由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，故動能的增加量必定稍小于勢能的減少量ΔEp=mghn，改進辦法：(1)調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力.(2)選用密度較大的重物.1.測量誤差：測量兩點之間的距離時造成誤差.減小測量誤差的1.安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)以減少摩擦阻力2.重物應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大、體積較小的物體以減小空氣阻力的影響3.應(yīng)先接通電源，讓計時器正常工作后，再松開紙帶讓重物下落4.紙帶長度選用60cm左右為宜，應(yīng)選用點跡清晰的紙帶進行測量1.安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)5.速度不能用或計算，因為只要認為加速度為g，機械能當(dāng)然守恒，即相當(dāng)于用機械能守恒定律驗證機械能守恒定律.況且用vn=gtn計算出的速度比實際值大，會得出機械能增加的結(jié)論，而因為摩擦阻力的影響，機械能應(yīng)該減小，所以速度應(yīng)從紙帶上直接測量計算.同樣的道理，重物下落的高度h，也只能用刻度尺直接測量，而不能用或計算得到5.速度不能用或計算，因為只要1.物體的速度可以用光電計時器測量，以減小由于測量和計算帶來的誤差2.整個實驗裝置可以放在真空的環(huán)境中操作，如用牛頓管和頻閃照相進行驗證，以消除由于空氣阻力作用而帶來的誤差3.可以利用氣墊導(dǎo)軌來設(shè)計該實驗，以減小由于摩擦帶來的誤差1.物體的速度可以用光電計時器測量，以減小由于測量和計算帶來實驗數(shù)據(jù)的處理及誤差分析【例證1】在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知電磁打點計時器所用的電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，測得所用的重物質(zhì)量為1.00kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶(如圖所示)，把第一個點記為O，另選連續(xù)的四個點A、B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.實驗數(shù)據(jù)的處理及誤差分析(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量等于______J，動能的增加量等于______J(取三位有效數(shù)字).(2)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物下落時的實際加速度a=____m/s2，a_____g(填“大于”或“小于”)，原因是____________.(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少【規(guī)范解答】(1)由題意知重物由O點運動至C點，下落的高度為hC=77.76cm=0.7776m，m=1.00kg，g=9.80m/s2，所以重力勢能的減少量為ΔEp=mghC=1.00×9.80×0.7776J=7.62J.重物經(jīng)過C點時的速度又因為T=0.02s、OD=85.73cm=0.8573m、OB=70.18cm=0.7018m所以m/s=3.89m/s故重物動能的增加量ΔEk為ΔEk=mvC2=×1.00×3.892J=7.57J【規(guī)范解答】(1)由題意知重物由O點運動至C點，下落的高度為(2)根據(jù)CD-AB=2aT2,CD=OD-OC,AB=OB-OA，代入數(shù)據(jù)得a=9.75m/s2<g.實驗中重物受空氣阻力，紙帶受限位孔或打點計時器振針的阻力作用，導(dǎo)致a<g.答案：(1)7.627.57(2)9.75小于重物受空氣阻力，紙帶受限位孔或打點計時器振針的阻力(2)根據(jù)CD-AB=2aT2,CD=OD-OC,AB=OB用光電門和氣墊導(dǎo)軌進行驗證【例證2】某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示.在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連.滑塊在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖線.用光電門和氣墊導(dǎo)軌進行驗證最新人教版高中物理一輪復(fù)習(xí)課件：實驗4-驗證機械能守恒定律(1)實驗前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的Δt1_____Δt2(選填“>”、“=”或“<”)時，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平.(2)用螺旋測微器測遮光條寬度d，測量結(jié)果如圖丙所示，則d=_____mm.(1)實驗前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上，輕(3)滑塊P用細線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機得到的圖象如圖乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要驗證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，還應(yīng)測出______和______(寫出物理量的名稱及符號).(4)若上述物理量間滿足關(guān)系式______，則表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒.(3)滑塊P用細線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q【規(guī)范解答】(1)當(dāng)Δt1=Δt2時，滑塊通過光電門A、B的速度相同，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平.(2)d=8mm+0.01mm×47.4=8.474mm.(3)(4)要驗證系統(tǒng)機械能守恒，應(yīng)驗證的關(guān)系式為：由于d、Δt1、Δt2已知，故要驗證此式，必須測量滑塊的質(zhì)量M及兩光電門間距離L.答案：(1)=(2)8.474(在8.473～8.475之間均算對)(3)滑塊質(zhì)量M兩光電門間距離L(4)【規(guī)范解答】(1)當(dāng)Δt1=Δt2時，滑塊通過光電門A、B的1.(1)在“驗證機械能守恒定律”實驗中，打出的紙帶如圖所示.設(shè)重錘質(zhì)量為m，交流電源周期為T，則打點4時重錘的動能可以表示為______.1.(1)在“驗證機械能守恒定律”實驗中，打出的紙帶如圖所示(2)為了求起點0到點4重錘的重力勢能變化，需要知道重力加速度g的值，這個g值應(yīng)該是()A.取當(dāng)?shù)氐膶嶋Hg值B.根據(jù)打出的紙帶，用Δx=gT2求出C.近似取10m/s2即可D.以上說法均不對(2)為了求起點0到點4重錘的重力勢能變化，需要知道重力加速【解析】(1)由可知(2)為了實驗的精確性，重力加速度的數(shù)值應(yīng)該取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，選項A正確而C錯誤；由于摩擦阻力的存在，物體下落的加速度應(yīng)該小于g，故選項B錯誤.答案：(1)(2)A【解析】(1)由可知2.(2012·深圳模擬)“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置可以采用圖示的甲或乙方案來進行2.(2012·深圳模擬)“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置可(1)比較這兩種方案,_____(填“甲”或“乙”)方案好些.(2)該同學(xué)開始實驗時情形如圖丙所示,接通電源釋放紙帶.請指出該同學(xué)在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當(dāng)?shù)牡胤?①____________________________________________________②____________________________________________________(3)該實驗中得到一條紙帶,且測得每兩個計數(shù)點間的距離如圖丁所示.已知相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔T=0.1s.則物體運動的加速度a=_____;該紙帶是采用_____(填“甲”或“乙”)實驗方案得到的.(1)比較這兩種方案,_____(填“甲”或“乙”)方案好些【解析】(1)甲方案較好,因為乙方案中的實際阻力大于甲方案中的阻力.(2)①打點計時器接了直流電源,應(yīng)接交流電源.②重錘離打點計時器太遠,對紙帶打點不易操作.(3)由Δx=aT2利用逐差法求a.即=4.8m/s2<9.8m/s2故該紙帶是采用乙方案得到的.答案:(1)甲(2)見解析(3)4.8m/s2乙【解析】(1)甲方案較好,因為乙方案中的實際阻力大于甲方案中3.(2012·鹽城模擬)利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置示意圖如圖甲所示：3.(2012·鹽城模擬)利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律，實(1)實驗步驟：①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平；②用游標(biāo)卡尺測量擋光條的寬度l，結(jié)果如圖乙所示，由此讀出l=______mm；③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s=_____cm；(1)實驗步驟：④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2；⑤從數(shù)字計時器(圖甲中未畫出)上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間Δt1和Δt2；⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m.④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要(2)用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達式：①滑塊通過光電門1和光電門2時瞬時速度分別為v1=_____和v2=_____.②當(dāng)滑塊通過光電門1和光電門2時，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能分別為Ek1=_____和Ek2=_____.③在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢能的減少ΔEp=_____(重力加速度為g).(3)如果ΔEp=_____，則可認為