高考物理大一轮复习 第五章 机械能守恒定律 实验8 验证机械能守恒定律课件.ppt

实验8验证机械能守恒定律 必考 考纲解读 1 会根据纸带测定下落的距离 掌握测量瞬时速度的方法 2 能根据实验数据得出实验结论 3 能对实验误差的产生原因作定性分析 误差分析 考点一实验原理与实验操作 1 利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时 需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h 某班同学利用实验得到的纸带 设计了以下四种测量方案 解析在验证机械能守恒定律的实验中不能将物体下落的加速度看做g 只能把它当做未知的定值 所以正确方案只有d项 答案d 2 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律 实验所用的电源为学生电源 输出电压为6v的交流电和直流电两种 重锤从高处由静止开始下落 重锤上拖着的纸带打出一系列的点 对图中纸带上的点痕进行测量 即可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 先接通电源 后释放纸带 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步骤是 操作不当的步骤是 2 利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值 根据打出的纸带 选取纸带上的连续的五个点a b c d e 测出各点之间的距离如图所示 使用电源的频率为f 则计算重锤下落的加速度的表达式a 用x1 x2 x3 x4及f表示 考点二数据处理及误差分析 1 在进行 验证机械能守恒定律 的实验中 1 两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置 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 选出一条纸带如下图所示 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 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 2 在 验证机械能守恒定律 的实验中 现有的器材为 带铁夹的铁架台 电磁打点计时器 纸带 重锤 天平 毫米刻度尺 50hz交流电源 回答下列问题 1 关于重锤的选用 以下说法正确的是 a 选用重锤时 重的比轻的好b 选用重锤时 密度大的比密度小的好c 选用重锤后要称质量d 重锤所受重力要远大于它所受的空气阻力和打点计时器对纸带的阻力 2 如图所示 释放纸带前的瞬间 重锤和手的位置合理的是 填 甲 乙 丙 或 丁 作这样选择的原因是 解析 1 选重锤应选用质量和密度较大的 增大重力可使阻力的影响相对减小 增大密度可以减小体积 可使空气阻力减小 故选项a b d正确 2 实验中要让重物靠近打点计时器 可以在纸带上记录足够多的点 实验中手提着纸带上端并保持纸带竖直 可以减少纸带与限位孔间的摩擦阻力 故丙正确 原因如上所述 3 重物带动纸带下落过程中 除了重力还受到较大的阻力 从能量转化的角度看 由于阻力做功 重力势能减少的量除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能 所以重力势能的减小量会大于动能的