高考物理一轮复习 第5章 机械能 实验6 验证机械能守恒定律课件 新人教版.ppt

第五章 机械能 实验六验证机械能守恒定律 基础知识梳理 一 实验目的1 掌握验证机械能守恒定律的方法 2 会用计算法或图象法处理实验数据 二 实验原理在只有重力作用的自由落体运动中 物体的 和 可以互相转化 但总机械能守恒 重力势能 动能 三 实验器材铁架台 带铁夹 打点计时器 重锤 带纸带夹子 纸带数条 复写纸片 导线 毫米刻度尺 除了上述器材外 还必须有学生电源 交流4 6v 四 实验步骤1 按方法2把打点计时器安装在铁架台上 用导线把打点计时器与学生电源连接好 2 把纸带的一端在重锤上用夹子固定好 另一端穿过打点计时器限位孔 用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近 3 让重锤自由下落 接通电源 松开纸带 五 注意事项1 打点计时器安装时 必须使两纸带限位孔在同一竖直线上 以减小摩擦阻力 2 实验时 需保持提纸带的手不动 待接通电源 让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落 以保证第一个点是一个清晰的小点 3 选用纸带时应尽量挑第一 二点间接近 的纸带 4 测量下落高度时 都必须从起始点算起 不能搞错 为了减小测量值h时的相对误差 选取的各个计数点要离起始点远一些 纸带也不宜过长 有效长度可在60cm 80cm以内 5 因不需要知道动能和势能的具体数值 所以不需要测量重物的质量 2mm 六 误差分析1 测量长度时会存在偶然误差 所以测长度时要多测几次 取平均值即可减小此误差 2 由于本实验中有纸带与限位孔间的摩擦力 主要因素 和空气阻力 次要因素 的影响 这是系统误差 它使增加的动能少于减小的重力势能 要减小影响 采用增加重锤质量的办法 因为当重锤的重力远大于阻力时 可忽略阻力的影响 3 为了减小相对误差 选取的计数点最好离第一个点远一些 4 若第一 第二两点间的距离小于2mm 则这两点间的时间间隔不到0 02s或阻力过大 核心考点突破 教材原型实验 ab 3 13 d 类题演练1 不合理 不合理 重锤未紧靠打点计时器 重锤与地面的距离太小 释放时手应该抓住纸带的上端并使纸带竖直 2 小张在改正之后 得到一条点迹清晰的纸带 但由于粗心大意弄断了纸带 只留下如图乙所示的一部分 她认为仍旧可以利用重力势能的变化量和动能变化量是否相等的思路来验证 具体如下 用天平称量得到重锤质量m 0 3kg 重力加速度g 9 8m s2 打点计时器工作频率为50hz 取纸带上打a点时重锤所在的位置为零高度 分别计算得出b c d e f各点到a点的距离作为高度h填入下述表格中 并进行相关的处理得出表格中的其他数据 小张发现数据处理的结果显示机械能明显不守恒 试提出帮小张解决这个问题的建议 b c d e f各点的势能均为负值 应该有e ek ep 3 在找到原因并改正后 求出表格中e点速度v m s 机械能e j 保留三位小数 1 333 0 045 验证机械能守恒定律 实验的几个改进措施 1 物体的速度可以用光电计时器测量 以减小由于测量和计算产生的误差 2 实验装置可以放在真空的环境中操作 如用牛顿管和频闪照相进行验证 以消除由于空气阻力作用而产生的误差 3 可以利用气垫导轨来设计实验 以减小由于摩擦产生的误差 实验拓展创新 大于 相同 1 为计算出相应的速度v 该同学用螺旋测微器测量出小圆柱的直径d 测量示数如图乙所示 则d mm 类题演练2 6 955 2 该同学用横坐标