高考物理一轮复习 实验六 验证机械能守恒定律随堂课件.ppt

实验六验证机械能守恒定律 热点一实验原理及数据处理 例1 在进行 验证机械能守恒定律 的实验中 图1 1 两实验小组同学分别采用了如图1甲和乙所示的装置 采用两种不同的实验方案进行实验 在图甲中 下落物体应选择密度 选填 大 或 小 的重物 在图乙中 两个重物的质量关系是m1 m2 选填 采用图乙的方案进行实验 还需要的实验器材有交流电源 刻度尺和 比较两种实验方案 你认为图 选填 甲 或 乙 所示实验方案更合理 理由是 2 有一同学采用了图甲所示的方案 选出一条纸带如图2所示 其中o点为起始点 a b c为三个计数点 打点计时器通以50hz交流电 在计数点a和b之间 b和c之间还各有一个点 重物的质量为0 5kg g取9 8m s2 根据以上数据 打b点时重物的重力势能比开始下落时减少了 j 这时它的动能是 j 根据上面这两个数据你能得到的结论是 结果保留三位有效数字 图2 解析 1 为了减小空气阻力的影响 选择体积小 密度大的重物 在题图乙中 m2在m1的拉力作用下向上运动 所以m1 m2 两重物质量不等 分析系统损失的重力势能是否近似等于增加的动能时 两边质量不能约去 故需要天平测量两重物的质量 题图乙中所示实验还受到细线与滑轮的阻力的影响 机械能损失较大 故题图甲所示实验方案较为合理 答案 1 大 天平 甲图乙中还受到细线与滑轮的阻力的影响 2 0 8670 852在误差允许的范围内 重物下落时机械能守恒 变式训练 1 2014 南京模拟 某实验小组在做 验证机械能守恒定律 实验中 提出了如图3所示的甲 乙两种方案 甲方案为用自由落体运动进行实验 乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验 图3 1 组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析 最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案 你认为该小组选择的方案是 理由是 2 若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图4所示 相邻两点之间的时间间隔为0 02s 请根据纸带计算出b点的速度大小 m s 结果保留三位有效数字 图4 3 该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度 作出v2 h图线如图5所示 请根据图线计算出当地的重力加速度g m s2 结果保留两位有效数字 图5 答案 1 甲采用乙图实验时 由于小车和斜面间存在摩擦力的作用 且不能忽略 所以小车在下滑过程中机械能不守恒 故乙图不能用来验证机械能守恒定律 2 1 37 3 9 7或9 8 热点二拓展创新实验预测高考命题视角以本实验为背景 通过改变实验条件 实验仪器设置题目 不脱离教材而又不拘泥教材 体现开放性 探究性等特点 视角1实验器材的改进 由系统动能 重力势能的变化验证机械能守恒 所用实验器材 光电门 气垫导轨 通过小球自由落体运动的闪光照片验证机械能守恒 视角2实验原理的迁移 例2 某同学利用如图6所示的装置来验证由小车与钩码组成的系统机械能守恒 图6 1 现提供如下器材 a 小车b 钩码c 一端带滑轮的长木板d 细绳e 电火花打点计时器f 纸带g 毫米刻度尺h 游标卡尺i 低压交流电源j 220v交流电源实验中不需要的器材是 填写器材前的字母 还需要的器材是 2 为尽可能消除摩擦力对本实验的影响 使验证结果尽可能准确 则小车质量m和钩码质量m的关系应该满足 3 小明和小军同学在做该实验时 小明认为只要采用平衡摩擦力的方法将摩擦力平衡掉就可以了 无须满足 2 问中小车质量m和钩码质量m的关系 而小军却否认小明的看法 你认为小明的看法 选填 正确 或 不正确 理由是 4 两位同学统一观点后完成实验 得到一条纸带 去掉前面比较密集的点 选择点迹清晰且便于测量的连续7个点 标号为0 6 测出相关距离如图7所示 要验证在第2点与第5点时系统的机械能相等 则应满足关系式 设小车质量m 钩码质量m 打点周期为t 图7 解析 1 实验不需要游标卡尺 距离由刻度尺测量 电火花计时器直接使用220v交流电源 不需要低压交流电源 不需要的器材是h i 还需要天平测量钩码和小车的质量 2 为尽可能消除摩擦力对本实验的影响 使验证结果尽可能准确 则小车质量m和钩码质量m的关系应该满足m m 这样能使摩擦力做的功相对少些 以减小机械能的损失 3 小明的看法不正确 因为平衡摩擦力后 摩擦力还做负功 系统机械能不守恒 变式训练 2 某同学利用如图8所示的气垫导轨装置验证系统机械能守恒定律 在气垫导轨上安装了两光电门1 2 滑块上固定一遮光条 滑块用细线绕过轻质定滑轮与钩码相连 图8 1 实验时要调整气垫导轨水平 不挂钩码和细线 接通气源 如果滑块 则表示气垫导轨调整至水平状态 2 不挂钩码和细线 接通气源 滑块从轨道右端向左运动的过程中 发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间 实施下列措施能够让导轨水平的是 a 调节p使轨道左端升高一些b 调节q使轨道右端降低一些c 遮光条的宽度应适当大一些d 滑块的质量