【優(yōu)化方案】浙江省高考物理總復(fù)習(xí) 第5章 實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課件 大綱人教

實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

過程分析導(dǎo)引實(shí)驗(yàn)典例精析知能優(yōu)化演練實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律知識(shí)要點(diǎn)歸納知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦米杂陕潴w運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證只有重力作用下的物體機(jī)械能守恒．實(shí)驗(yàn)原理1．在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變．若物體某時(shí)刻瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則重力勢能的減少量為mgh，動(dòng)能的增加量為mv2，看它們在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，若相等則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．圖5－6－1實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)(含鐵夾)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)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)．過程分析導(dǎo)引一、實(shí)驗(yàn)步驟1．安裝置：按圖5－6－2將檢查、調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，接好電路．圖5－6－22．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(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)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次～5次實(shí)驗(yàn)．三、、誤誤差差分分析析1．本本實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中中因因重重物物和和紙紙帶帶在在下下落落過過程程中中要要克克服服各各種種阻阻力力(空氣氣阻阻力力、、打打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)器器阻阻力力)做功功，，故故動(dòng)動(dòng)能能的的增增加加量量ΔEk稍小小于于重重力力勢勢能能的的減減少少量量ΔEp，即即ΔEk<ΔΔEp，這這屬屬于于系系統(tǒng)統(tǒng)誤誤差差．．改改進(jìn)進(jìn)的的辦辦法法是是調(diào)調(diào)整整器器材材的的安安裝裝，，盡盡可可能能地地減減小小阻阻力力．．2．本本實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)的的另另一一個(gè)個(gè)誤誤差差來來源源于于長長度度的的測測量量，，屬屬偶偶然然誤誤差差．．減減小小誤誤差差的的辦辦法法是是測測下下落落距距離離時(shí)時(shí)都都從從O點(diǎn)量量起起，，一一次次將將各各打打點(diǎn)點(diǎn)對對應(yīng)應(yīng)的的下下落落高高度度測測量量完完，，或或者者多多次次測測量量取取平平均均值值．．四、、注注意意事事項(xiàng)項(xiàng)1．應(yīng)應(yīng)盡盡可可能能控控制制實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)條條件件，，即即應(yīng)應(yīng)滿滿足足機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒的的條條件件，，這這就就要要求求盡盡量量減減小小各各種種阻阻力力的的影影響響，，采采取取的的措措施施有有：：(1)安裝裝打打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)器器時(shí)時(shí)，，必必須須使使兩兩個(gè)個(gè)限限位位孔孔的的中中線線嚴(yán)嚴(yán)格格豎豎直直，，以以減減小小摩摩擦擦阻阻力力．．(2)應(yīng)選選用用質(zhì)質(zhì)量量和和密密度度較較大大的的重重物物，，增增大大重重力力可可使使阻阻力力的的影影響響相相對對減減小小，，增增大大密密度度可可以以減減小小體體積積，，可可使使空空氣氣阻阻力力減減小?。?、實(shí)實(shí)驗(yàn)改改進(jìn)物體下下落過過程中中通過過某一一位置置的速速度可可以用用光電電計(jì)時(shí)時(shí)器測測出來來，利利用這這種裝裝置驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)機(jī)械能能守恒恒定律律，能能消除除紙帶帶與限限位孔孔的摩摩擦阻阻力帶帶來的的系統(tǒng)統(tǒng)誤差差；也也可以以把電電磁打打點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)器器更換換成電電火花花式計(jì)計(jì)時(shí)器器，以以消除除計(jì)時(shí)時(shí)器的的振針針在打打點(diǎn)時(shí)時(shí)對紙紙帶產(chǎn)產(chǎn)生的的阻力力；還還可以以把整整個(gè)裝裝置放放在一一個(gè)真真空的的環(huán)境境中，，以消消除由由于空空氣阻阻力作作用而而帶來來的誤誤差．．實(shí)驗(yàn)典例精析題型一數(shù)據(jù)處理及誤差分析例1(2011年杭州州二中中檢測測)在用打打點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)器器驗(yàn)證證機(jī)械械能守守恒定定律的的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中，，質(zhì)量量m＝1.00kg的重物物自由由下落落，打打點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)器器在紙紙帶上上打出出一系系列點(diǎn)點(diǎn)．如如圖5－6－3所示為為選取取的一一條符符合實(shí)實(shí)驗(yàn)要要求的的紙帶帶，O為第一一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)(速度恰恰好為為零)，每兩兩個(gè)計(jì)計(jì)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)之間間還有有四個(gè)個(gè)點(diǎn)未未畫出出，選選連續(xù)續(xù)的3個(gè)計(jì)數(shù)數(shù)點(diǎn)A、B、C作為測測量的的點(diǎn)，，如圖圖所示示，經(jīng)經(jīng)測量量知道道A、B、C各點(diǎn)到到O點(diǎn)的距距離分分別為為50.50cm、86.00cm、130.50cm.已知打打點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)器器每隔隔0.02s打一次次點(diǎn)，，當(dāng)?shù)氐氐闹刂亓蛹铀俣榷萭＝9.80m/s2.根據(jù)以以上數(shù)數(shù)據(jù)，，可計(jì)計(jì)算出出打B點(diǎn)時(shí)的的速度度vB＝________m/s；重物物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)到B點(diǎn)，重重力勢勢能減減少了了________J，動(dòng)能能增加加了________J．圖5－6－3根據(jù)所所測量量的數(shù)數(shù)據(jù)，，還可可以求求出物物體實(shí)實(shí)際下下落的的加速速度為為________m/s2，物體體在從從A到B下落的的過程程中所所受到到的平平均阻阻力為為________N(計(jì)算結(jié)結(jié)果都都要保保留3位有效效數(shù)字字)，該阻阻力的的來源源主要要有：：(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________．根據(jù)牛牛頓第第二定定律得得：mg－Ff＝ma從A到B下落的的過程程中所所受到到的平平均阻阻力為為Ff＝mg－ma＝1.00××9.80N－1.00××9.00N＝0.800N分析紙紙帶受受到的的力有有：重重力、、重物物受到到的空空氣阻阻力、、紙帶帶與限限位孔孔之間間的摩摩擦力力等力力的作作用，，所以以阻力力的來來源是是以上上除重重力之之外的的力．．【答案重物受受到的的空氣氣阻力力紙紙帶與與限位位孔之之間的的摩擦擦力(2010年高考考海南南卷)利用氣氣墊導(dǎo)導(dǎo)軌驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)機(jī)械能能守恒恒定律律，實(shí)實(shí)驗(yàn)裝裝置示示意圖圖如圖圖5－6－4甲所示示：題型二實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新例2圖5－6－4(1)實(shí)驗(yàn)步步驟：：①將氣氣墊導(dǎo)導(dǎo)軌放放在水水平桌桌面上上，桌桌面高高度不不低于于1m，將導(dǎo)導(dǎo)軌調(diào)調(diào)至水水平．．②用游游標(biāo)卡卡尺測測量擋擋光條條的寬寬度l，結(jié)果果如圖圖乙所所示，，由此此讀出出l＝________mm.③由導(dǎo)導(dǎo)軌標(biāo)標(biāo)尺讀讀出兩兩光電電門中中心之之間的的距離離s＝________cm.④將滑滑塊移移至光光電門門1左側(cè)某處處，待砝砝碼靜止止不動(dòng)時(shí)時(shí)，釋放放滑塊，，要求砝砝碼落地地前擋光光條已通通過光電電門2.⑤從數(shù)字字計(jì)時(shí)器器(圖甲中未未畫出)上分別讀讀出擋光光條通過過光電門門1和光電門門2所用的時(shí)時(shí)間Δt1和Δt2.⑥用天平平稱出滑滑塊和擋擋光條的的總質(zhì)量量M，再稱出出托盤和和砝碼的的總質(zhì)量量m.(2)用表示直直接測量量量的字字母寫出出下列所所求物理理量的表表達(dá)式：：①滑塊通通過光電電門1和光電門門2時(shí)瞬時(shí)速速度分別別為v1＝________和v2＝________.②當(dāng)滑塊塊通過光光電門1和光電門門2時(shí)，系統(tǒng)統(tǒng)(包括滑塊塊、擋光光條、托托盤和砝砝碼)的總動(dòng)能能分別為為Ek1＝__________和Ek2＝________.③在滑塊塊從光電電門1運(yùn)動(dòng)到光光電門