高中物理 第五节 验证机械能守恒定律课件 粤教版必修2.ppt

物理 必修2 粤教 第四章机械能和能源第五节验证机械能守恒定律 重点 验证机械能定律的实验方法 难点 实验方案的设计 实验数据的处理 栏目链接 预习篇 1 目的 通过研究物体运动过程中 和 的变化 验证机械能守恒定律 2 原理 落体法 重物自由落体 通过打点计时器记录纸带下落的高度h 并计算某些点的瞬时速度v 分别计算出 重力势能减少量 ep 及动能增加量 ek 比较 ep和 ek在误差允许的范围内是否相等 从而验证机械能守恒定律 3 器材 打点计时器 铁架台 纸带 夹子 导线 动能 重力势能 重物 刻度尺 电源 栏目链接 栏目链接 考点篇 考点1实验步骤 1 如图所示 把打点计时器安装在铁架台上 连好电源 2 把纸带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 栏目链接 考点篇 栏目链接 考点篇 栏目链接 考点2数据处理 考点篇 栏目链接 考点篇 栏目链接 考点篇 栏目链接 考点篇 例1用如图所示实验装置验证机械能守恒定律 实验所用电源为学生电源 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 对纸带上的点迹进行测量 即可验证机械能守恒定律 栏目链接 考点篇 1 下面列举了该实验的几个操作步骤 a 按图示安装器件 打点计时器必须竖直固定 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 先释放纸带 再接通电源 打出一条纸带 e 用秒表测出重锤下落的时间 f 测量纸带上某些点间的距离 g 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 栏目链接 考点篇 其中没有必要进行的步骤是 填选项 其中操作错误的步骤是 填选项 2 在实验中 质量m 1kg的物体自由下落 得到如图所示的纸带 相邻计数点间的时间间隔为0 04s 那么从打点计时器打下起点p到打下b点的过程中 物体重力势能的减少量 ep j 此过程中物体动能的增加量 ek j 取g 9 8m s2 结果保留三位有效数字 栏目链接 考点篇 3 比较发现数值上 ek ep 填 或 原因是 通过对结果分析 实验结论 栏目链接 考点篇 栏目链接 考点篇 栏目链接 变式训练 考点篇 1 在验证机械能守恒定律的实验中 1 从下列器材中选出实验所必需的 其编号为 a 打点计时器 包括纸带 b 重物 c 天平 d 毫米刻度尺 e 秒表 f 运动小车 2 打点计时器的安装放置要求为 开始打点计时的时候 应先 然后 a b d 底板要竖直 给打点计时器通电 释放重物 栏目链接 考点篇 纸带通过打点计时器时有摩擦阻力 小于 质量和密度大一些的 一条通过坐标原点的倾斜直线 重力加速度g 栏目链接 考点3误差分析 考点篇 1 系统误差 重锤拖纸带下落 需克服各种阻力 空气 计时器限位孔阻力 做功 故最终计算结果肯定会有 动能的增量 ek略小于重力势能 ep的减少量 2 偶然误差 用直尺测量长度 或交流电频率波动时 会带来偶然误差 栏目链接 考点4注意事项 考点篇 1 先接通电源 等计时器正常工作后 再释放纸带 2 使限位孔与纸带处于同一竖直面内 尽可能减少纸带与限位孔的摩擦 3 尽可能选择质量大 体积小 即密度大的重锤 4 尽可能选择点迹清晰 间距适中 甚至是前两个点间隔接近2mm 的纸带 5 本实验不需测质量与时间 故不需要天平与秒表 栏目链接 考点篇 栏目链接 考点篇 栏目链接 考点篇 例2如图为 验证机械能守恒定律 的实验装置图 现有器材为 电磁打点计时器 纸带 带铁夹的重锤 带铁夹的铁架台 回答下列问题 1 为完成此实验 除所给器材外 以下器材中必需的有 a 毫米刻度尺b 秒表c 圆形复写纸片d 0 6v的直流电源e 0 6v的交流电源 栏目链接 考点篇 栏目链接 考点篇 d 用刻度尺测出物体下落的高度h 根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度 测算出瞬时速度v 3 对实验中要注意的事项 正确合理的一项是 a 重物的质量越小越好b 释放前必须保持提起的纸带处于竖直位置c 先放开纸带让重物下落 再接通电源d 必须测量出重物的质量m 栏目链接 考点篇 4 在一条较好的纸带上选取连续五个点a b c d e 如图所示 已知重锤质量为m 当地重力加速度为g 并测出a点距离起始点o的距离为s0 a c两点间的距离为s1 c e两点间的距离为s2 打点周期为t 根据这些条件 如果在误差允许的范围内 满足关系式 即验证了重锤下落过程中机械能是守恒的 用题设字母表示 栏目链接 变式训练 考点篇 2 某同学做 验证机械能守恒定律 的实验时不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了 测出剩下的一段纸带上的各个点间的距离如图所示 已知打点计时