全程复习(广西专用)高考物理一轮复习实验验证机械能守恒定律新人教版ppt课件.ppt

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1、实验验证机械能守恒定律通过研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，验证机械能守恒定律．在忽略空气阻力，自由下落的物体在运动过程中机械能守恒，即动能的增加等于重力势能的减少.具体地说：（1）若以物体下落的起始点O为基准点，设物体的质量为m，测出物体自起始点O下落距离为h时的速度v，则在误差允许范围内，由计算得出机械能守恒定律即被验证．（2）若以物体下落过程中的某一点A为基准点，设物体的质量为m，测出物体对应于A点的速度vA，再测出物体由A点下落Δh后经过B点的速度vB，则在误差允许范围内，由计算得出机械能守恒定律即被验证．铁架台（带铁夹）、打点计时器、重锤（带纸带夹子）、

2、纸带数条、复写纸片、导线、毫米刻度尺、低压交流电源．1．将打点计时器固定在铁架台上，用导线连接好电路，将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器2．先用手提起纸带，使重物静止在靠近计时器的地方3．接通电源，松开纸带，让重物自由下落，这样计时器就在纸带上打下一系列点4．重复以上步骤，多做几次5．从已打出的纸带中，选出点迹清晰的纸带进行测量6．在挑选的纸带上，记下第一点的位置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个点1、2、3、4…并量出各点到位置O的距离，这些距离就是打点计时器打1、2、3、4…点时重物下落的高度h1、h2、h3、h4…7.利用公式分别求出计时器在打下点2、

3、3、4…时重物的瞬时速度v2、v3、v4…8．把得到的数据填入表格，算出打点计时器打2、3、4…点时重物减少的重力势能mgh2、mgh3、mgh4…，再算出打点计时器打2、3、4…点时重物增加的动能根据机械能守恒定律比较结果是否一致1．实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力（主要是打点计时器的阻力）做功，故动能的增加量必定稍小于势能的减少量，这是属于系统误差，减小空气阻力产生的影响的方法是：使纸带下挂的重物重力大些，且体积要小2．打点计时器产生的误差（1）由于交流电周期的变化，引起打点时间间隔变化而产生误差；（2）计数点选择不好，振动片振动不均匀，纸带放置方法不正确引起摩

4、擦等造成实验误差；（3）打点时的阻力对纸带的运动性质有影响，这也属于系统误差．3．由于测长度带来的误差属偶然误差，减小办法一是测距离时都应从O点量起，二是多测几次取平均值1.安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力2.实验时必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接通电源，让打点计时器工作稳定后再松开纸带3.选取的初、末位置附近的上、下点迹应清晰，其间的长度不宜太小，也不宜太长，有效长度可在60cm～80cm4.为了增加实验的准确性，可重复实验，还可以在一次下落中测量多个位置的速度，比较重物在这些位置上的动能与势能之和5.因通过比较mghBM与验证机

5、械能守恒，故不需测重物质量1.物体的速度可以用光电计时器测量，以减小由于测量和计算带来的误差2.整个实验装置可以放在真空的环境中操作，如用牛顿管和频闪照相进行验证，以消除由于空气阻力作用而带来的误差3.可以利用气垫导轨来设计该实验，以减小由于摩擦带来的误差实验数据的处理及误差分析【例证1】（2012·桂林模拟）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,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,对图中纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律.（1）下面列举了该实验的几个操作步骤:A.按照图示的

6、装置安装器件;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.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；E.测量纸带上某些点间的距离；F.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.其中没有必要进行的步骤是_______，操作不当的步骤是______.（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图所示.使用电流的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a=_______.（用s1、s2、s3、s4及f表示）（3）在验证机械能守恒定律的实验中

7、发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小.若已知当地重力加速度为g,还需要测量的物理量是________.试用这些物理量和纸带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中受到的平均阻力大小F=_________.【规范解答】（1）验证机械能守恒定律的实验原理式是因此没有必要测量重锤的质量,因此步骤C没有必要进行;打点计时器使用低压交流电源,故步骤B操作不当.（2）电流的频率为f,则相邻的两点之间的时间间隔又s3-s1=2aT2,s4-s2=2aT2,因此（3）