高考物理总复习 第五章 机械能 552 实验六 验证机械能守恒定律课件.ppt

实验六验证机械能守恒定律 01 02 03 04 实验基础梳理 实验六验证机械能守恒定律 实验基础梳理 实验基础梳理 1 减小测量误差的办法 一是测下落距离时都从0点量起 一次将各打点对应下落高度测量完 二是多测几次取平均值 2 系统误差 由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功 故动能的增加量 ek mv2 2必定稍小于势能的减少量 ep mghn 改进办法是调整器材的安装 尽可能地减小阻力 误差分析 实验基础梳理 注意事项 实验热点突破 热点一教材原型实验 例1 2017 天津理综 9 2 如图所示 打点计时器固定在铁架台上 使重物带动纸带从静止开始自由下落 利用此装置验证机械能守恒定律 1 对于该实验 下列操作中对减小实验误差有利的是 a 重物选用质量和密度较大的金属锤b 两限位孔在同一竖直面内上下对正c 精确测量出重物的质量d 用手托稳重物 接通电源后 撤手释放重物 2 某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50hz的交流电源上 按正确操作得到了一条完整的纸带 由于纸带较长 图中有部分未画出 如图2所示 纸带上各点是打点计时器打出的计时点 其中o点为纸带上打出的第一个点 重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出 利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有 ab 转到解析 a oa ad和eg的长度b oc bc和cd的长度c bd cf和eg的长度d ac bd和eg的长度 bc 实验热点突破 转回原题 实验热点突破 变式训练1 2016 北京理综 21 2 利用图3装置做 验证机械能守恒定律 实验 1 为验证机械能是否守恒 需要比较重物下落过程中任意两点间的 a 动能变化量与势能变化量b 速度变化量与势能变化量c 速度变化量与高度变化量 2 除带夹子的重物 纸带 铁架台 含铁夹 电磁打点计时器 导线及开关外 在下列器材中 还必须使用的两种器材是 a 交流电源b 刻度尺c 天平 含砝码 3 下页 a ab 实验热点突破 c 转到解析 实验热点突破 转回原题 实验热点突破 热点二实验拓展创新 例2 2017 内蒙古巴市一中期末 如图5甲所示 一位同学利用光电计时器等器材做 验证机械能守恒定律 的实验 有一直径为d 质量为m的金属小球由a处从静止释放 下落过程中能通过a处正下方 固定于b处的光电门 测得a b间的距离为h h d 光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t 当地的重力加速度为g 则 1 如图乙所示 用游标卡尺测得小球的直径d mm 2 小球经过光电门b时的速度表达式为v 7 4 d t 3 多次改变高度h 重复上述实验 作出1 t2随h的变化图象如图6所示 当图中已知量t0 h0和重力加速度g及小球的直径d满足表达式 时 可判断小球下落过程中机械能守恒 4 实验中发现动能增加量 ek总是稍小于重力势能减少量 ep 增大下落高度后 则 ep ek将 选填 增大 减小 或 不变 实验热点突破 d2 2gh0t 转到解析 增大 实验热点突破 转到解析 实验热点突破 变式训练2 2016 全国卷 22 某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究 实验装置如图7所示 轻弹簧放置在光滑水平桌面上 弹簧左端固定 右端与一物块接触而不连接 纸带穿过打点计时器并与物块连接 向左推物块使弹簧压缩一段距离 由静止释放物块 通过测量和计算 可求得弹簧被压缩后的弹性势能 1 实验中涉及到下列操作步骤 把纸带向左拉直 松手释放物块 接通打点计时器电源 向左推物块使弹簧压缩 并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是 填入代表步骤的序号 实验热点突破 2 图8中m和l纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果 打点计时器所用交流电的频率为50hz 由m纸带所给的数据 可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为 m s 比较两纸带可知 填 m 或 l 纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大 转到解析 1 29 m 实验热点突破 转回原题 c 可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差d 可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差 高考模拟演练 1 用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律 已知打点计时器打点频率f 50hz 1 实验中得到的一条纸带如图乙所示 将第一个打点标记为o 选择点迹清晰且便于测量的连续5个点 标为a b c d e 测出a c e到o点的距离分别为d1 9 51cm d2 15 71cm d3 23 47cm 重物质量为0 5kg 当地重力加速度g 9 80m s2 现选取oc段的数据进行处理 则oc段重物的重力势能减少量为 j 动能增加量为 j 计算结果保留2位有效数字 0 77 转到解析 2 实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量 关于这个误差 下列说法正确的是 a 该误差属于偶然误差b 该误差属于系统误差 0 76 bd 高考模拟演练 转回原题 高考模拟演练 2 某同学根据机械能守恒定律 设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系 1 如图10甲 将轻质弹簧下端固定于铁架台 在上端的托盘中依次增加砝码 测量相应的弹簧长度 部分数据如下表 由数据算得劲度系数k n m g取9 80m s2 2 取下弹簧 将其一端固定于气垫导轨左侧 如图乙所示 调整导轨 使滑块自由滑动时 通过两个光电门的速度大小 3 用滑块压缩弹簧 记录弹簧的压缩量x 释放滑块 记录滑块脱离弹簧后的速度v 释放滑块过程中 弹簧的弹性势能转化为 4 重复 3 中的操作 得到v与x的关系如图丙 由图可知 v与x成 关系 由上述实验可得结论 对同一根弹簧 弹性势能与弹簧的 成正比 50 转到解析 相等 滑块的动能 正比 压缩量的平方 高考模拟演练 转回原题 高考模拟演练 3 2017 哈尔滨模拟 用如图甲所示的实验装置验证m1 m2组成的系统机械能守恒 m2从高处由静止开始下落 m1上拖着的纸带打出一系列的点 对纸带上的点迹进行测量 即可验证机械能守恒 图乙给出的是实验中获取的一条纸带 0是打下的第一个点 每相邻两个计数点之间还有4个点 图中未标出 计数点间的距离如图乙所示 已知两个物体m1 100g m2 300g 则 g 9 8m s2 1 在纸带上打下计数点5时的速度v5 m s 2 40 转到解析 2 在打点0 5过程中系统