高考物理大一轮复习 实验6 验证机械能守恒定律课件 粤教版.ppt

实验六验证机械能守恒定律 热点一实验原理和实验操作 例1 2016 北京理综 21 2 利用图1装置做 验证机械能守恒定律 实验 图1 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 实验中 先接通电源 再释放重物 得到图2所示的一条纸带 在纸带上选取三个连续打出的点a b c 测得它们到起始点o的距离分别为ha hb hc 已知当地重力加速度为g 打点计时器打点的周期为t 设重物的质量为m 从打o点到打b点的过程中 重物的重力势能变化量 ep 动能变化量 ek 图2 5 某同学想用下述方法研究机械能是否守恒 在纸带上选取多个计数点 测量它们到起始点o的距离h 计算对应计数点的重物速度v 描绘v2 h图象 并做如下判断 若图象是一条过原点的直线 则重物下落过程中机械能守恒 请你分析论证该同学的判断是否正确的 热点二数据处理与误差分析 例2 2016 江苏宿迁模拟 某同学用如图3所示装置验证机械能守恒定律时 所用交流电源的频率为50hz 得到如图4所示的纸带 选取纸带上打出的连续五个点a b c d e 测出a点距起点o的距离为s0 19 00cm 点a c间的距离为s1 8 36cm 点c e间的距离为s2 9 88cm g取9 8m s2 测得重物的质量为m 1kg 图3 1 下列做法正确的有 a 图3中两限位孔必须在同一竖直线上b 实验前 手应提住纸带上端 使纸带竖直c 实验时 先放开纸带 再接通打点计时器的电源d 数据处理时 应选择纸带上距离较近的两点作为初 末位置 2 选取o c两点为初 末位置验证机械能守恒定律 重物减少的重力势能是 j 打下c点时重物的速度大小是 m s 结果保留三位有效数字 图4 4 重物减少的重力势能总是略大于增加的动能 产生这一现象的原因是 写出一条即可 解析 1 图3中两限位孔必须在同一竖直线上 实验前手应提住纸带上端 并使纸带竖直 这是为了减小打点计时器与纸带之间的摩擦 选项a b正确 实验时 应先接通打点计时器的电源再放开纸带 选项c错误 数据处理时 应选择纸带上距离较远的两点作为初 末位置 以减小长度的测量误差 选项d错误 4 在实验过程中 纸带与打点计时器之间的阻力 空气阻力是存在的 克服阻力做功损失了部分机械能 因此实验中重物减小的重力势能总是略大于增加的动能 答案 1 ab 2 2 682 28 3 c 4 重物受到空气阻力 或纸带与打点计时器之间存在阻力 图5 1 ep mgh计算钢球重力势能变化的大小 式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到 之间的竖直距离 a 钢球在a点时的顶端b 钢球在a点时的球心c 钢球在a点时的底端 图6 3 下表为该同学的实验结果 他发现表中的 ep与 ek之间存在差异 认为这是由于空气阻力造成的 你是否同意他的观点 请说明理由 4 请你提出一条减小上述差异的改进建议 答案 1 b 2 1 501 50 3 不同意理由见解析 4 见解析 1 在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中 电源的频率为50hz 依次打出的点为0 1 2 3 4 n 则 图7 1 如用第2点到第6点之间的纸带来验证 必须直接测量的物理量为 必须计算出的物理量为 验证的表达式为 2 2016 四川绵阳二诊 某同学利用倾斜气垫导轨做 验证机械能守恒定律 的实验 实验装置如图8所示 其主要实验步骤如下 图8 图9 a 用游标卡尺测量挡光条的宽度l 结果如图9所示 b 读出导轨标尺的总长l0 并用直尺测出导轨标尺在竖直方向的高度h0 c 读出滑块释放处挡光条与光电门中心之间的距离s d 由静止释放滑块 从数字计时器 图8中未画出 上读出挡光条通过光电门所用的时间t 回答下列问题 1 由图9读出l mm 2 选填 有 或 没有 必要用天平称出滑块和挡光条的总质量m 图10 3 某实验小组在做 验证机械能守恒定律 实验中 提出了如图11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11 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12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12 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13所示 请根据图线计算出当地的重力加速度g m s