2018届高考物理一轮复习实验6验证机械能守恒定律课件.ppt

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1、实验6验证机械能守恒定律-2-一、实验目的验证机械能守恒定律。二、实验原理1.在只有重力做功的自由落体运动中,物体的重力势能和动能互相转化,但总的机械能保持不变。若物体某时刻瞬时速度为v,下落高度为h,则重力势能的减少量为mgh,动能的增加量为mv2,看它们在实验误差允许的范围内是否相等,若相等,则验证了机械能守恒定律。-3-三、实验器材铁架台(含铁夹)、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物(带纸带夹)。四、实验步骤1.安装置:按图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁

2、架台上,接好电路。-4-2.打纸带:将纸带的一端用夹子固定在重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔,用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。先接通电源,后松开纸带,让重物带着纸带自由下落。更换纸带重复做3~5次实验。3.选纸带:分两种情况说明-5-五、数据处理及验证方案1.求瞬时速度-6-2.验证机械能守恒-7-六、误差分析1.系统误差本实验中因重锤和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点计时器阻力)做功,故动能的增加量ΔEk稍小于重力势能的减少量ΔEp,即ΔEk<ΔEp,这属于系统

3、误差,改进的方法是调整器材的安装,尽可能减小阻力。2.偶然误差本实验的另一个误差来源于长度的测量,属于偶然误差。减小误差的方法是测下落距离时都从O点测量,一次将各打点对应的下落高度测量完,或者多次测量取平均值。-8-七、注意事项1.打点计时器要竖直: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.选重物:重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。3.测长度:测量下落高度时,为了减小测量值h的相对误差,选取的各个计数点要离起始点远一些,纸带也不宜过长,有效长度可在60~

4、80cm之间。-9-1.做验证机械能守恒定律实验时,可以不测量重锤的质量,只需要比较哪几个物理量的关系就能够验证?2.计算某点的瞬时速度时,可以用v=gt来计算吗?为什么?2.提示：不可以;因为重锤下落时受空气阻力,加速度a

5、为。-11-考点一考点二考点三(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是(填写步骤前面的字母)。A.将打点计时器竖直安装在铁架台上B.接通电源,再松开纸带,让重物自由下落C.取下纸带,更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验D.将重物固定在纸带的一端,让纸带穿过打点计时器,用手提着纸带E.选择一条纸带,用刻度尺测出物体下落的高度h1、h2、h3、…、hn,计算出对应的瞬时速度v1、v2、v3、…、vnF.分别算出和mghn,在实验误差范围内看是否相等答案解析解析关闭答案解析关闭-12-考点一考点二考点

6、三特别提醒计算瞬时速度时应根据“匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度”进行求解,而不能用v=gt进行求解。-13-考点一考点二考点三考点二数据处理与误差分析例2在验证机械能守恒定律的实验中,某同学利用图甲中器材进行实验,正确地完成实验操作后,得到一条点迹清晰的纸带,如图乙所示。在实验数据处理中,某同学取A、B两点来验证实验。已知打点计时器每隔0.02s打一个点,g取9.8m/s2,图中测量结果记录在下面的表格中。-14-考点一考点二考点三(1)观察纸带,可知连接重物的夹子应

7、夹在纸带的(选填“左”或“右”)端;(2)将表格中未填项目填写完整;(3)若重物和夹子的总质量为0.6kg,那么在从A到B运动过程中,动能的增加量为J,重力势能的减少量为J。答案解析解析关闭答案解析关闭-15-考点一考点二考点三规律总结验证机械能守恒定律实验题多是对教材实验或常见练习题进行器材和装置的改换而成,解决此类问题的思路是从机械能守恒的方程出发,按照实验题目的要求,进行实验的设计或有关量的测量。-16-考点一考点二考点三考点三实验的改进与创新在高考中往往以教材上的实验为背景,通过改变实验

8、条件、实验仪器设置题目,不脱离教材而又不拘泥于教材,体现开放性、探究性、实验方法的改进等特点。1.实验器材、装置的改进-17-考点一考点二考点三2.速度测量方法的改进由光电门计算速度由纸带上各点计算速度3.实验方案的改进利用自由落体运动的闪光照片验证机械能守恒定律。-18-考点一考点二考点三例3利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示。-19-考点一考点二考点三(1)实验步骤。①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,将导轨调至水平。②用游标卡尺测量挡光条的宽度l=9.30mm。③