2019版高考物理總復習 第五章 機械能 5-5-2 實驗六 驗證機械能守恒定律課件.ppt

實驗六驗證機械能守恒定律 01 02 03 04 實驗基礎梳理 實驗六驗證機械能守恒定律 實驗基礎梳理 實驗基礎梳理 1 減小測量誤差的辦法 一是測下落距離時都從0點量起 一次將各打點對應下落高度測量完 二是多測幾次取平均值 2 系統(tǒng)誤差 由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功 故動能的增加量 Ek mv2 2必定稍小于勢能的減少量 Ep mghn 改進辦法是調(diào)整器材的安裝 盡可能地減小阻力 誤差分析 實驗基礎梳理 注意事項 實驗熱點突破 熱點一教材原型實驗 例1 2017 天津理綜 9 2 如圖所示 打點計時器固定在鐵架臺上 使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落 利用此裝置驗證機械能守恒定律 1 對于該實驗 下列操作中對減小實驗誤差有利的是 A 重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘B 兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對正C 精確測量出重物的質(zhì)量D 用手托穩(wěn)重物 接通電源后 撤手釋放重物 2 某實驗小組利用上述裝置將打點計時器接到50Hz的交流電源上 按正確操作得到了一條完整的紙帶 由于紙帶較長 圖中有部分未畫出 如圖2所示 紙帶上各點是打點計時器打出的計時點 其中O點為紙帶上打出的第一個點 重物下落高度應從紙帶上計時點間的距離直接測出 利用下列測量值能完成驗證機械能守恒定律的選項有 AB 轉(zhuǎn)到解析 A OA AD和EG的長度B OC BC和CD的長度C BD CF和EG的長度D AC BD和EG的長度 BC 實驗熱點突破 轉(zhuǎn)回原題 實驗熱點突破 變式訓練1 2016 北京理綜 21 2 利用圖3裝置做 驗證機械能守恒定律 實驗 1 為驗證機械能是否守恒 需要比較重物下落過程中任意兩點間的 A 動能變化量與勢能變化量B 速度變化量與勢能變化量C 速度變化量與高度變化量 2 除帶夾子的重物 紙帶 鐵架臺 含鐵夾 電磁打點計時器 導線及開關(guān)外 在下列器材中 還必須使用的兩種器材是 A 交流電源B 刻度尺C 天平 含砝碼 3 下頁 A AB 實驗熱點突破 C 轉(zhuǎn)到解析 實驗熱點突破 轉(zhuǎn)回原題 實驗熱點突破 熱點二實驗拓展創(chuàng)新 例2 2017 內(nèi)蒙古巴市一中期末 如圖5甲所示 一位同學利用光電計時器等器材做 驗證機械能守恒定律 的實驗 有一直徑為d 質(zhì)量為m的金屬小球由A處從靜止釋放 下落過程中能通過A處正下方 固定于B處的光電門 測得A B間的距離為H H d 光電計時器記錄下小球通過光電門的時間為t 當?shù)氐闹亓铀俣葹間 則 1 如圖乙所示 用游標卡尺測得小球的直徑d mm 2 小球經(jīng)過光電門B時的速度表達式為v 7 4 d t 3 多次改變高度H 重復上述實驗 作出1 t2隨H的變化圖象如圖6所示 當圖中已知量t0 H0和重力加速度g及小球的直徑d滿足表達式 時 可判斷小球下落過程中機械能守恒 4 實驗中發(fā)現(xiàn)動能增加量 Ek總是稍小于重力勢能減少量 Ep 增大下落高度后 則 Ep Ek將 選填 增大 減小 或 不變 實驗熱點突破 d2 2gH0t 轉(zhuǎn)到解析 增大 實驗熱點突破 轉(zhuǎn)到解析 實驗熱點突破 變式訓練2 2016 全國卷 22 某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究 實驗裝置如圖7所示 輕彈簧放置在光滑水平桌面上 彈簧左端固定 右端與一物塊接觸而不連接 紙帶穿過打點計時器并與物塊連接 向左推物塊使彈簧壓縮一段距離 由靜止釋放物塊 通過測量和計算 可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能 1 實驗中涉及到下列操作步驟 把紙帶向左拉直 松手釋放物塊 接通打點計時器電源 向左推物塊使彈簧壓縮 并測量彈簧壓縮量上述步驟正確的操作順序是 填入代表步驟的序號 實驗熱點突破 2 圖8中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結(jié)果 打點計時器所用交流電的頻率為50Hz 由M紙帶所給的數(shù)據(jù) 可求出在該紙帶對應的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為 m s 比較兩紙帶可知 填 M 或 L 紙帶對應的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大 轉(zhuǎn)到解析 1 29 M 實驗熱點突破 轉(zhuǎn)回原題 C 可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差D 可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差 高考模擬演練 1 用如圖甲所示的裝置驗證機械能守恒定律 已知打點計時器打點頻率f 50Hz 1 實驗中得到的一條紙帶如圖乙所示 將第一個打點標記為O 選擇點跡清晰且便于測量的連續(xù)5個點 標為A B C D E 測出A C E到O點的距離分別為d1 9 51cm d2 15 71cm d3 23 47cm 重物質(zhì)量為0 5kg 當?shù)刂亓铀俣萭 9 80m s2 現(xiàn)選取OC段的數(shù)據(jù)進行處理 則OC段重物的重力勢能減少量為 J 動能增加量為 J 計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字 0 77 轉(zhuǎn)到解析 2 實驗結(jié)果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量 關(guān)于這個誤差 下列說法正確的是 A 該誤差屬于偶然誤差B 該誤差屬于系統(tǒng)誤差 0 76 BD 高考模擬演練 轉(zhuǎn)回原題 高考模擬演練 2 某同學根據(jù)機械能守恒定律 設計實驗探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系 1 如圖10甲 將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺 在上端的托盤中依次增加砝碼 測量相應的彈簧長度 部分數(shù)據(jù)如下表 由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k N m g取9 80m s2 2 取下彈簧 將其一端固定于氣墊導軌左側(cè) 如圖乙所示 調(diào)整導軌 使滑塊自由滑動時 通過兩個光電門的速度大小 3 用滑塊壓縮彈簧 記錄彈簧的壓縮量x 釋放滑塊 記錄滑塊脫離彈簧后的速度v 釋放滑塊過程中 彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為 4 重復 3 中的操作 得到v與x的關(guān)系如圖丙 由圖可知 v與x成 關(guān)系 由上述實驗可得結(jié)論 對同一根彈簧 彈性勢能與彈簧的 成正比 50 轉(zhuǎn)到解析 相等 滑塊的動能 正比 壓縮量的平方 高考模擬演練 轉(zhuǎn)回原題 高考模擬演練 3 2017 哈爾濱模擬 用如圖甲所示的實驗裝置驗證m1 m2組成的系統(tǒng)機械能守恒 m2從高處由靜止開始下落 m1上拖著的紙帶打出一系列的點 對紙帶上的點跡進行測量 即可驗證機械能守恒 圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶 0是打下的第一個點 每相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點 圖中未標出 計數(shù)點間的距離如圖乙所示 已知兩個物體m1 100g m2 300g 則 g 9 8m s2 1 在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v5 m s 2 40 轉(zhuǎn)到解析 2 在打點0 5過程中系統(tǒng)動能的增加量 Ek J 系統(tǒng)重力勢能的減少量 Ep J 結(jié)果保留3位有效數(shù)字 由此得出的結(jié)論是 3 若某同學作出 h圖象如圖丙所示 則根據(jù)圖象求得的重力加速度g m s2 1 16 1 18 在誤差允許的范圍內(nèi) m1 m2組成的系統(tǒng)機械能守恒 9 6 高考模擬演練 轉(zhuǎn)回原題