高考物理一轮总复习 实验六：验证机械能守恒定律课件

1、实验六：验证机械能守恒定律,1实验目的：验证机械能守恒定律,故只需借助打点计时器，通过纸带测出重物某时刻的下落高度,h 和该时刻的瞬时速度 v，即可验证机械能是否守恒 测定第 n 点的瞬时速度的方法：测出第 n 点相邻的前、后,图 S61 3实验器材：铁架台(带铁夹)、打点计时器、重锤(带纸带 夹子)、纸带若干、复写纸片、导线、直尺和学生电源,4实验步骤,图 S62,(1)按图 S62 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)把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过计时器 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)先接通电源，然后松手让重锤带

2、着纸带自由下落 (4)重复几次，得到 35 条打好点的纸带 (5)在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起点标 上 O，以后各点依次标上 1、2、3、4、用刻度尺测出对应的 下落高度 h1、h2、h3、h4、,行比较,5注意事项,(1)实验中打点计时器的安装两纸带限位孔必须在同一竖,直线上，以减小摩擦阻力,(2)实验时，必须先接通电源，让打点计时器工作正常后才,松手让重锤下落,(3)打点计时器必须接交流电源,(4)重锤应选质量较大的，从而使重力远大于下落过程中所,受的阻力，减小实验误差,(5)选用纸带时应尽量挑第一、二点间距离接近 2 mm 的纸,带,(6)计算下落高度时，都必须从起始点算

3、起，不能搞错为 了减小测量 h 的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一 些，但纸带也不宜过长，有效长度可在 6080 cm 内 (7)因为实验要求第一个点对应重锤开始下落的时刻，这就 要尽量使该点是清晰小点，为此提起纸带的手要保持不动，待 接通电源，打点计时器正常工作后再松开纸带,【跟踪训练】 1(2010 年新课标卷)图 S63 为验证机械能守恒定律的实 验装置示意图现有的器材为：带铁夹的铁架台、 电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平,回答下列问题：,AD,(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需 要的器材有_(填入正确选项前的字母),A米尺,B秒表,C012 V 的直流电源,D01

4、2 V 的交流电源,(2)实验中误差产生的原因有 _ _(写出两个原因),图 S63,纸带与打点计时器之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位,置时读数有误差,2(2010 年广州二模)用如图 S64 所示的装置做“验证机 械能守恒定律”实验打点计时器的打点周期为 T，重锤的质 量为 m，重力加速度为 g.,图 S64,(1)完成下面部分实验步骤的相关内容： A按图示的装置安装器件,B 将打点计时器接到_( 填“直流”或“交流” ) 电源上 C先_，再_，,让重锤拖着纸带从高处自由下落,D,(2)图 S65 是实验打出的纸带， O 是速度为零的点，A、 B、C 是从合适位置选取的三个连续点(其他点未

5、画出)，量得,d1、d2、d3 . 取图中 O 和_(填“A”、“B”或“C”)点来验证机 械能守恒定律比较简捷方便，打点计时器打下该点时重锤的动,能 Ek_.,图 S65,解析：打点计时器应接低压交流电源打点计时器刚接通 电源时打点还不稳定，所以操作时，先接通打点计时器的电源 再释放纸带从图上数据来看 B 点的瞬时速度可求，所以取OB,答案：(1)交流接通打点计时器的电源释放纸带,题型 1 实验原理和操作,【例 1】关于“验证机械能守恒定律”实验，下面列出一,些实验步骤：,A用天平称出重物和夹子的质量 B将重物系在夹子上,C将纸带穿过打点计时器，上端用手提着，下端夹在系 有重物的夹子上，再把

6、纸带向上拉，让夹子静止靠近打点计时 器处,D把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出电,压调至 6 V(电源暂不接通),E把打点计时器用铁夹固定到放在桌边的铁架台上，使,两个限位孔在同一竖直线上,F在纸带上选取几个点，进行测量并记录数据 G用秒表测出重物下落的时间,H接通电源，待打点计时器工作稳定后释放纸带 I切断电源,J更换纸带，重新进行两次实验,K在三条纸带中选出较好的一条,L进行计算，得出结论，完成实验报告,M拆下导线，整理器材,对于本实验的以上步骤中，不必要的有_；正 确步骤的合理顺序是_(填写代表字母) 备考策略：高考中也经常出现对该实验的基本原理和步骤 的考查，熟悉本实验的原理

7、和操作步骤是解题的关键这里要 注意的是，实验中不能将物体下落的加速度当做本地加速度,AG,EDBCHIJMKFL,【触类旁通】 1(2012 年广东六校联考)在“验证机械能守恒定律”实验,时，关于本实验的叙述中，正确的有(),A打点计时器安装时要使两限位孔位于同一竖直线上并 安装稳定，以减小纸带下落过程中的阻力 B需用天平测出重锤的质量 C打点计时器用四节干电池串联而成的电池组作为电源 D用手竖直提起纸带，先闭合打点计时器的电源开关， 然后释放重锤,AD,_同学的计算方法更符合实验要求重力加速度 g 的数 值，甲同学用 9.8 m/s2 代入，乙同学用通过对纸带分析计算出 重锤下落的实际加速度

8、代入，丙同学用当地的实际重力加速度 代入，其中_同学的做法是正确的,丙,乙,题型 2 纸带数据的处理和误差分析,【例 2】(2010 年湛江二模)在用打点计时器验证机械能守 恒定律的实验中，质量 m1.00 kg 的重物自由下落，打点计时 器在纸带上打出一系列点如图 S66 所示为选取的一条符合 实验要求的纸带，O 为第一个点，A、B、C 为从合适位置开始 选取的三个连续点(其他点未画出)已知打点计时器每隔 0.02 s 打一次点，当地的重力加速度 g9.80 m/s2.那么： (1)纸带的_(填“左”或“右”)端与重物相连 (2)根据图上所得的数据，应取图中 O 点和_点来验证,机械能守恒定

9、律,(3)从 O 点到所取点，重物重力势能减少量Ep_ J,动能增加量Ek_ J(结果取三位有效数字) (4)实验的结论是_,图 S66,解析：(1)验证机械能守恒定律是利用自由落体运动，纸带 做匀加速运动，点间距离越来越大，所以重物在纸带的左端,(2)从图上数据来看 B 点的瞬时速度可求，所以取 OB 段来 验证机械能守恒定律,(4)从数据看EpEk，所以实验的结论是在误差允许的 范围内，机械能守恒,答案：(1)左(2)B(3)1.881.84 (4)在误差允许的范围内机械能守恒,备考策略：这里处理数据，要求掌握求瞬时速度的方法， 即等于该点(是这一段的中点时刻)所在这一段的平均速度对 于产生误差，要知道最主要的原因是“纸带和打点计时器之间 的摩擦”造成的,【触类旁通】 2(2012 年广州调研)用如图 S67 所示的装置“验证机械,能守恒定律”,D,(1)下列物理量需要测量的是_， 通过计算得到的是_(填写代号) A重锤质量 B重力加速度,C重锤下落的高度 D与下落高度对应的重锤的瞬时速度,图 S67,C,图 S68,(2)设重锤质量为 m，打点计时器的打点周期为 T，重力加 速度为 g.图 S68 是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E 为 相邻的连续点.根据