沪科版高考物理一轮复习：实验6《验证机械能守恒定律》ppt精编课件.ppt

实验六验证机械能守恒定律 实验目的验证机械能守恒定律 实验原理通过实验 求做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量 若二者相等 说明机械能守恒 从而验证机械能守恒定律 实验器材打点计时器及电源 纸带 复写纸 重物 刻度尺 带有铁夹的铁架台 导线 实验步骤1 如图5 5 1所示装置 将纸带固定在重物上 让纸带穿过打点计时器 图5 5 1 2 用手提着纸带 让重物静止地靠近打点计时器的下方 然后接通电源 松开纸带 让重物自由落下 纸带上打下一系列小点 3 从打出的几条纸带中挑选第一 二点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量 记下第一个点的位置O 并在纸带上从任意点开始依次选取几个点1 2 3 4 并量出各点到O点的距离h1 h2 h3 计算相应的重力势能减少量mghn 数据处理 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 Ek Ep 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 一次将各打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 实验结论在重力作用下 物体的重力势能和动能可以互相转化 但总的机械能守恒 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 4 纸带长度应选用60cm左右为宜 应选用点迹清晰的纸带进行测量 做 验证机械能守恒定律 实验 完成下列问题 1 从下列器材中选出实验时所用的器材 填写编号 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 运动小车 2 打点计时器的安装要求 开始打点计时的时候 应先 然后 3 计算时对所选用的纸带要求是 4 实验中产生系统误差的主要原因是 使重锤获得的动能往往 为了减小误差 悬挂在纸带下的重锤应选择 2 打点计时器安装时 两个限位孔在同一竖直线上 这样才能使重锤在自由落下时 受到的阻力较小 开始打点计时时 应先给打点计时器通电打点 然后再放下重锤 让它带着纸带一同落下 3 所选的纸带点迹清晰 4 产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时存在摩擦力的作用 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 重锤应选密度大一些的 答案 见解析 某同学利用如图5 5 2所示的实验装置验证机械能守恒定律 该同学经正确操作得到打点纸带 在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点 依次为1 2 3 4 5 6 7 测量各计数点到第一个点的距离h 并正确求出打相应点时的速度v 各计数点对应的数据见下表 图5 5 2 请在图坐标中 描点作出v2 h图线 由图线可知 重锤下落的加速度g m s2 保留三位有效数字 若当地的重力加速度g 9 80m s2 根据作出的图线 能粗略验证自由下落的重锤机械能守恒的依据是 图5 5 3 解析 机械能守恒 则满足v2 2gh则v2 h图线的斜率表示当地的重力加速度的2倍 所作的图线可求出斜率为19 5 故g 9 75m s2 误差允许的范围内g g 故机械能守恒 答案 如图5 5 4所示9 75 9 69 9 79均可 图线为通过坐标原点的一条直线 所求g 与g基本相等 图5 5 4 2018 高考海南单科卷 现要通过实验验证机械能守恒定律 实验装置如图5 5 5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 图5 5 5 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作滑块通过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 1 若将滑块自A点由静止释放 则在滑块从A运动至B的过程中 滑块 遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表