高考物理大一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律 实验五 验证机械能守恒定律课件

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1、实验五验证机械能守恒定律第五章机械能内容索引过好双基关命题点一教材原型实验命题点二实验拓展创新1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.重力势能的减少量刻度尺基本实验要求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

2、，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(3～5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①若选第1点O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.②用mvB2－mvA2＝mgΔh验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否小于或接近2mm就无关紧要了.5.实验结论在的范围内，自由落体运动过程机械能守恒.2mm误差允许1.误差分析(1)测量误差：减小测

3、量误差的方法，一是测下落距离时都从0点量起，一次将各打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：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量ΔEk＝mvn2必定稍于重力势能的减少量ΔEp＝mghn，改进办法是调整安装的器材，尽可能地减小.小阻力规律方法总结2.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：某时刻的瞬时

4、速度的计算应用vn＝，不能用vn＝或vn＝gt来计算.竖直摩擦阻力3.验证方案方案一：利用起始点和第n点计算代入mghn和mvn2，如果在实验误差允许的范围内，mghn和mvn2相等，则验证了机械能守恒定律.方案二：任取两点计算(1)任取两点A、B，测出hAB，算出mghAB.(2)算出mvB2－mvA2的值.(3)在实验误差允许的范围内，若mghAB＝mvB2－mvA2，则验证了机械能守恒定律.方案三：图象法从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以v2为纵轴，以h为横轴，

5、根据实验数据作出v2－h图象.若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为的直线，则验证了机械能守恒定律.g2命题点一教材原型实验利用图装置做“验证机械能守恒定律”实验.(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.速度变化量和势能变化量C.速度变化量和高度变化量【例1】答案√(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)答案分析√√(

6、3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图所示的一条纸带.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ΔEp＝________，动能变化量ΔEk＝____________.答案分析－mghB(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________.A.利用公式v＝gt计算重物速度B.利用公式v＝计算重物速度C.存在空气阻力和摩擦阻力的

7、影响D.没有采用多次实验取平均值的方法答案√(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.答案解析不正确，理由见解析题组阶梯突破1.某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图(b)所示.(a)(b)该同学在实验中没有记录交

8、流电的频率f，需要用实验数据和其他题给条件进行推算.(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为_________，重物下落的加速度大小为__________.答案解析A、C的时间中点B