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《2019_2020学年高中物理第七章机械能守恒定律第9节实验：验证机械能守恒定律课件新人教版必修2.ppt》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、第9节 实验:验证机械能守恒定律学习目标1.理解验证机械能守恒定律的思路,明确需要测量的物理量。2.能控制实验条件,正确地进行实验操作。3.知道测量点的选取条件。4.会根据纸带测定下落的距离,掌握测量瞬时速度的方法。5.能根据实验数据得出实验结论。6.能对实验的误差原因作定性分析,并采取相应措施减小误差。实验基础实验探究二、注意事项1.先接通电源打点,后释放纸带。4.测量下落高度时,为减小实验误差,后边的点应距起点较远,在测量各点到起点的距离时,应当用刻度尺从起点量起,一次性读出各点到起点的距离。典例研习类型一 对实验器材
2、与操作的考查[例1]在验证机械能守恒定律的实验中,(1)实验室已提供了铁架台、重物、夹子、导线、纸带等器材。为完成此实验,除了所给的器材,从图中还必须选取的实验器材的名称是。(2)有同学按以下步骤进行实验操作:A.用天平称出重物和夹子的质量B.固定好打点计时器,将连着重物的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器C.松开纸带,接通电源,开始打点。并如此重复多次,以得到几条打点纸带D.取下纸带,挑选点迹清晰的纸带,记下起始点O,在距离O点较近处选择连续几个计数点(或计时点),并计算出各点的速度值E.测出各点到O点的
3、距离,即得到重物下落的高度在以上步骤中,不必要的步骤是;有错误或不妥的步骤是(填字母);更正情况是:①;②;③;④。(3)下列方法有助于减小实验误差的是(填字母)。A.重物下落的高度尽量高一点B.必须从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒C.重复多次实验时,重物必须从同一位置开始下落D.重物的密度尽量大一些思路探究:本实验比较重物在下落过程中重力势能的减少量ΔEp与动能的增加量ΔEk是否相等,如果操作不当或错误,就会增大重物和纸带所受阻力,导致机械能损耗过大,无法达到实验目的。因此本题可对照实验注意事项和围绕减小误差方
4、面进行考虑。(3)重物下落的高度尽量高一点,则下落高度的测量误差相对小一些,A正确;重物的密度尽量大一些,则物体下落过程中所受阻力的影响相对小一些,D正确。实验中,可以选取下落过程中的某一段来验证机械能是否守恒,重复多次实验时,重物也不必从同一位置开始下落,故B,C错误。答案:见解析规律方法(2)所有用打点计时器的实验,都应该先接通打点计时器,等打点稳定后再释放纸带。类型二 实验原理与数据处理[例2]利用图1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
5、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解析:(1)重物下落过程中,重力势能减少,动能增加,验证机械能守恒时应比较重物下落过程中任意两点间动能变化量与势能变化量大小是否相等,选项A正确。答案:(1)A解析:(2)电磁打点计时器需要交流电源,测量纸带上点间的距离需要刻度尺,实验中无需知道重物的质量,故选A,B。(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:(2)AB(3)实验中,先接通电源
6、,再释放重物,得到如图2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=。解析:(4)实验中由于重物下落不可避免受到阻力作用,因此减少的重力势能大于重物获得的动能,选项C正确。(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
7、摩擦阻力的影响D.没有采用多次实验取平均值的方法答案:(4)C(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图像,并做如下判断:若图像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依据是否正确。答案:(5)见解析规律方法研究纸带获得速度时应利用平均速度法,同时注意时间间隔、单位及有效数字。类型三 实验的设计与创新[例3]某实验中学的物理兴趣实验小组利用如图(甲)所示的实验装置验证系统的机械能守恒定律。将一气垫
8、导轨倾斜地固定在水平桌面上,导轨的倾角为θ,在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮,在靠近滑轮的B处固定一光电门,将质量为m的小球通过一质量不计的细线与一带有遮光板的总质量为M的滑块相连接。现将带有遮光板的滑块由气垫导轨的A处由静止释放,通过计算机测出遮光板的挡光时间为t,用游标卡尺测出遮光板的宽度为b,用
