高考物理一轮总复习(鲁科版)课件：第四章实验六.ppt

实验六 验证机械能守恒定律,第四章 功和功率 能的转化与守恒,实验目的 利用自由落体运动验证只有重力作用下的物体机械能守恒.,实验原理,实验器材 铁架台(含铁夹)、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、导线、毫米刻度 尺、重物(带纸带夹).,实验步骤 1.安装置：按图462将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上,接好电路. 图462,2.打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方.先接通电源,后松开纸带,让重物带着纸带自由下落. 更换纸带重复做35次实验.,3.选纸带：分两种情况说明. (1)应选点迹清晰,且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带.若1、2两点间的距离大于2 mm,这是由于先释放纸带,后接通电源造成的.这样,第1个点就不是运动的起始点了,这样的纸带不能选.,注意事项 1.安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直平面内,以减少摩擦阻力. 2.重物应选用质量大、体积小、密度大的材料. 3.应先接通电源,让打点计时器正常工作后,再松开纸带让重物下落.,误差分析 1.本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点计时器阻力)做功,故动能的增加量Ek稍小于重力势能的减少量Ep,即EkEp,这属于系统误差.改进的办法是调整器材的安装,尽可能地减小阻力.,2.本实验的另一个误差来源于长度的测量,属偶然误差.减小误差的办法是测下落距离时都从0点量起,一次将各点对应的下落高度测量完,或者多次测量取平均值来减小误差.,题型1 实验步骤及数据处理 (2012福建晋江第二次月考)某实验小组利用如图463甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律,(1)下面列举了该实验的几个操作步 骤： a.按照图示的装置安装器件; b.将打点计时器接到电源的“直流输出”上; c.用天平测出重锤的质量; d.释放悬挂连有重锤的纸带,同时接通电源开关打出一条纸带;,e.测量纸带上某些点间的距离; f.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能. 其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是(填编号)_. 图463,(2)实验小组利用选出的一条清晰纸带,如图乙所示,打点计时器接在频率为f的交流电源上,从A点开始,每两个点取一个计数点,得到连续5个计数点A、B、C、D、E,测出起始点O到A点的距离为s0,O、C两点间的距离为s1,O、E两点间的距离为s2,重锤的质量为m,已知当地的重力加速度为g,则重锤下落的加速度表达式为_;从打下起始点O到打下C点的过程中,重锤动能的增加量Ek_.,【规律总结】 掌握实验原理和纸带上处理数据的方法.动手完成实验是解决实验问题的关键.,题型2 对注意事项、误差分析的考查 用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中. (1)从下列器材中选出实验所必需的,其编号为_. A.打点计时器(包括纸带);B.重锤;C.天 平;D.毫米刻度尺;E.秒表;F.小车,(2)打点计时器的安装放置要求为_;开始打点计时的时候,应先_,然后_. (3)选用的纸带要求是_. (4)实验中产生误差的原因主要是_,使重锤获得的动能往往_.为减小误差,悬挂在纸带下的重锤应选择_.,(5)如果以v2/2为纵轴、h为横轴,根据实验数据绘出的v2/2h图线是_,该线的斜率等于_.,(2)打点计时器安装时,铁架台要竖直,两限位孔在同一竖直线上,这样才能使重锤在自由下落时,受到的阻力较小,开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再放下重锤,让它带着纸带落下. (3)所选的纸带最初两点的间距要接近2 mm.,(4)产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩擦阻力,使得重锤获得的动能小于它所减少的重力势能,为减小误差,重锤应选体积小质量大的. (5)描绘出来的v2/2h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线,它的斜率即重力加速度. 【答案】 见解析,题型3 创新实验 (2011高考海南卷)现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图464所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;,导轨上的B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t.用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点间的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作图：,图464,(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点