(江苏专用)2020版高考物理新增分大一轮复习第五章机械能实验五验证机械能守恒定律课件.pptx
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1、,大一轮复习讲义,实验五 验证机械能守恒定律,第五章 机械能,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,随堂测试,回扣基础知识 训练基础题目,细研考纲和真题 分析突破命题点,随堂检测 检测课堂学习效果,过好双基关,1.实验目的 验证机械能守恒定律. 2.实验原理(如图1所示) 通过实验,求出做自由落体运动物体的_和相应过程动能的增加量,若二者相等,说明机械能守恒,从而验证机械能守恒定律. 3.实验器材 打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、 、铁架台(带铁夹)、导线两根.,图1,重力势能的,减少量,刻度尺,4.实验步骤 (1)安装器材:将 固定在铁架台上,用导线将打点计时器
2、与低压电源相连. (2)打纸带 用手竖直提起纸带,使重物停靠在打点计时器下方附近,先 ,再,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打出一系列的点,取下纸带,换上新的纸带重打几条(35条)纸带.,打点计时器,接通电源,松开纸带,(3)选纸带:分两种情况说明 若选第1点0到下落到某一点的过程,即用 来验证,应选点迹清晰,且1、2两点间距离小于或接近 的纸带.,5.实验结论 在 的范围内,自由落体运动过程机械能守恒.,2 mm,误差允许,6.误差分析 (1)测量误差:减小测量误差的方法,一是测下落距离时都从0点量起,一次将各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
3、落过程中要克服阻力做功,故动能的增加量Ek 必定稍 于重力势能的减少量Epmghn,改进办法是调整安装的器材,尽可能地减小 .,小,阻力,7.注意事项 (1)打点计时器要竖直:安装打点计时器时要 架稳,使其两限位孔在同一竖直平面内,以减少 . (2)重物应选用质量大、体积小、密度大的材料. (3)应先接通电源,让打点计时器正常工作,后松开纸带让重物下落.(4)测长度,算速度:计算某时刻的瞬时速度用vn ,不能用vn或vngt来计算.,竖直,摩擦阻力,8.验证方案 方案一:利用起始点和第n点计算,方案二:任取两点计算 (1)任取两点A、B,测出hAB,算出mghAB.,方案三:图象法,研透命题点
4、,例1 (2018扬州中学5月模拟)用落体法验证机械能守恒定律,器材安装如图2. (1)请指出图中的错误及不妥之处(至少写出两处) _; _.,图2,命题点一 教材原型实验,答案 使用的是直流电源 重物离打点计时器太远 没有从上方提着纸带,而是用手托着重物,(2)改进实验中错误及不妥之处后,打出如图3所示一条纸带.已知打点计时器所接电源频率为50 Hz,根据纸带所给数据,打C点时重物的速度为_ m/s. (结果保留三位有效数字),2.25,图3,(3)某同学选用两个形状相同、质量不同的重物a和b进行实验测得几组数据,画出 h的图象如图4所示,求出图线的斜率k,由图象可知a的质量m1_b的质量m
5、2(选填“大于”或“小于”).,大于,图4,(4)通过分析发现造成k2值偏小的原因是实验过程中存在各种阻力,已知实验所用重物的质量m20.052 kg,当地重力加速度g9.78 m/s2,求出重物所受的平均阻力Ff_ N.,0.031 2,变式1 (2018泰州中学月考)在用打点计时器“验证机械能守恒定律”的实验中,使质量为m1.00 kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图5所示.O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,当地的重力加速度为g9.80 m/s2,那么:,图5,(1)根据图中
6、的数据,应取图中O点到_点的过程来验证机械能守恒定律;,B,(2)从O点到(1)问中所取的点,重物重力势能的减少量Ep_ J,动能增加量Ek_ J(结果均保留三位有效数字);,1.88,1.84,(3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离,根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h,则以 为纵轴,以h为横轴画出的图象是下图中的_.,A,命题点二 实验方案的创新,例2 (2018扬州市一模)某同学利用如图6所示的实验装置“验证机械能守恒定律”.将气垫导轨固定在水平桌面上,调节旋钮使其水平.在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮,在B处固定一光电门,测出滑块及遮光条的总质量为M,将质量为m的钩码通过细
7、线与滑块连接.打开气源,滑块从A处由静止释放,宽度为b的遮光条经过光电门的挡光时间为t,取挡光时间t内的平均速度作为滑块经过B处的速度,A、B之间的距离为d,重力加速度为g.,图6,(1)调整光电门的位置,使得滑块通过B点时钩码没有落地.滑块由A点运动到B点的过程中,系统动能增加量Ek为_,系统重力势能减少量Ep为_.(以上结果均用题中所给字母表示),答案 见解析,系统的重力势能减少量可表示为:Epmgd.,(2)若实验结果发现Ek总是略大于Ep,可能的原因是_. A.存在空气阻力 B.滑块没有到达B点时钩码已经落地 C.测出滑块左端与光电门B之间的距离作为d D.测出滑块右端与光电门B之间的
8、距离作为d,答案 见解析,解析 若存在空气阻力,则有Ek总是略小于Ep,故A错误; 滑块没有到达B点时钩码已经落地,拉力对滑块做的功会减小,Ek应小于Ep,故B错误; 将滑块左端与光电门B之间的距离作为d,钩码下落的高度算少了,Ek将大于Ep,故C正确; 将滑块右端与光电门B之间的距离作为d,钩码下落的高度算多了,Ek将小于Ep,故D错误.,例3 (2016江苏单科11)某同学用如图7所示的装置验证机械能守恒定律.一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A点,光电门固定在A的正下方,在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条.将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时
9、器测出,取v 作为钢球经过A点时的速度.记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t,计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小Ep与动能变化大小Ek,就能验证机械能是否守恒.,图7,(1)用Epmgh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,B,解析 钢球下落高度h,应测量释放时钢球球心到钢球在A点时的球心之间的竖直距离,故选B.,(2)用Ek mv2计算钢球动能变化的大小,用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图8所示,其读数为_cm.某次测量中,计时器的示数为0.010 0 s,
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