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《高考物理大一轮复习第五章机械能实验六验证机械能守恒定律课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验六 验证机械能守恒定律实验基础热点定位跟踪训练实验基础·理解落实夯基础●注意事项1.安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直平面内以减少摩擦阻力.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,再松开纸带让重物下落.4.纸带长度应选用60cm左右为宜,应选用点迹清晰的纸带进行测量.●误差分析误差产生原因减小方法偶然误差测量长度带来的误差(1)测量距离时应从计数点0量起，且选取的计数点离0点远些(2)多次测量取平均值系统误差重物和纸带下落过程中存在阻力
2、(1)打点计时器安装稳固，并使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力(2)选用质量大、体积小的物体作重物，以减小空气阻力的影响热点定位·重点透析通热点热点一 实验原理的理解与误差分析【例1】(2016·内蒙古巴市一中期末)如图(甲)所示,一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.有一直径为d、质量为m的金属小球在A处由静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得A,B间的距离为H(H≫d),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g.则:(1)如
3、图(乙)所示,用游标卡尺测得小球的直径d=mm.(2)小球经过光电门B时的速度表达式为v=.(3)多次改变高度H,重复上述实验,作出随H的变化图像如图(丙)所示,当图中已知量t0,H0和重力加速度g及小球的直径d满足表达式时,可判断小球下落过程中机械能守恒.(4)实验中发现动能增加量ΔEk总是稍小于重力势能减少量ΔEp,增大下落高度后,则ΔEp-ΔEk将(选填“增大”“减小”或“不变”).〚核心点拨〛(1)小球过光电门的速度用平均速度代替.(2)根据机械能守恒和小球经过光电门的速度写出与H的关系式.解
4、析:(1)由图可知,主尺刻度为7mm,游标对齐的刻度为5,故读数为7mm+5×0.05mm=7.25mm.(2)已知经过光电门的时间和小球的直径,则可以由平均速度表示经过光电门时的速度,故v=.(4)由于该过程中有阻力做功,而高度越高,阻力做功越多,故增大下落高度后,则ΔEp-ΔEk将增大.方法技巧使用光电门传感器测速度,减小了因摩擦造成的误差,但会因挡光片宽度(或小物体)较大,平均速度代表瞬时速度存在较大误差.因此,实验中应使挡光片宽度合适,若直接让小物体通过光电门时,应选择体积较小、质量较大的物体
5、.【教师备用】在一次实验验证课上,某同学利用自由落体运动来验证机械能守恒定律,该同学开始实验时的情形如图所示,他将打点计时器接通低压电源后释放纸带.(1)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方.①.②.解析:(1)打点计时器采用的是交流电源,而本实验中采用了直流电源;同时,由于加速度较大,故纸带应在1米左右,且应让重物紧靠打点计时器,而本实验中离打点计时器太远,故错误为①打点计时器接了直流电源;②重物离打点计时器太远.答案:(1)①打点计时器接了直流电源 ②重物离打点计时器太远(2)该
6、同学在教师的指导下规范了实验操作,重新进行实验,得到了几条(3～5条)打出一系列点的纸带,在选点验证机械能守恒时,有以下两种方案,其中对选取纸带的1,2两点间距离要求小于或接近2mm的是方案(填“一”或“二”).方案一:利用起始点和第n点计算;方案二:任取两点计算.解析:(2)根据自由落体运动规律应有h=×10×(0.02)2m=0.002m=2mm.选用点迹清晰且第1,2点间距离接近2mm的纸带,也就是利用起始点和第n点计算,所以是方案一.答案:(2)一(3)该同学最终选择了方案一,结合图像法进行数
7、据分析,他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,根据实验数据作出v2-h图像,其中图线的斜率表示.答案:(3)重力加速度g热点二 实验数据的处理【例2】如图(甲)所示是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置.(g取9.80m/s2)(1)选出一条纸带如图(乙)所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A,B,C为三个计数点,打点计时器通以频率为50Hz的交变电流.用分度值为1mm的刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.90cm,OC=27.06cm,
8、在计数点A和B,B和C之间还各有一个点,重锤的质量为1.00kg.甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了J;此时重锤的速度vB=m/s,此时重锤的动能比开始下落时增加了J.(结果均保留3位有效数字)〚核心点拨〛(1)选OB段分析,分别计算出该段重力势能的减少量和动能的增加量.答案:(1)1.85 1.83 1.67(2)某同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计
