高考物理大一轮复习实验六讲义验证机械能守恒定律课件新人教版
高三物理(人教版)一轮复习课件：实验六：验证机械能守恒定律
解析：(1)重物下落过程中重力势能减少，动能增加，故该 实验需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能
变化量在误差范围内是否相等，A 项正确． (2)电磁打点计时器使用的是交流电源，故要选 A.需要测纸
带上两点间的距离，还需要刻度尺，选 B，根据 mgh＝12mv2－0 可将等式两边的质量抵消，不需要天平，需使用 C.
(2)不挂钩码和细线，接通气源，滑块从轨道右端向左运动的 过程中，发现滑块通过光电门 1 的时间小于通过光电门 2 的时 间．实施下列措施能够达到实验调整目标的是___A__B___；
A．调节 P 使轨道左端升高一些 B．调节 Q 使轨道右端降低一些 C．遮光条的宽度应适当大一些 D．滑块的质量增大一些
2．某同学利用竖直上抛小球的频闪照片
验证机械能守恒定律．频闪仪每隔 0.05 s 闪光
一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过
[解析] (1)重物刚开始运动，速度较小，点迹比较密集，故 夹子应夹在纸带的左端；
(2)vB＝2xT2 ＝3.20 m/s； (3)在 A 到 B 运动过程中，动能的增加量 ΔEk＝12mv2B－12mv2A ≈2.78 J，重力势能的减少量 ΔEp＝mghAB＝2.94 J. 重力势能的减少量略大于动能的增加量，是因为重物下落过 程中存在空气阻力和摩擦阻力的影响．
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/222021/11/222021/11/222021/11/22
(2)实验操作步骤如下，请将步骤 B 补充完整． A．按实验要求安装好实验装置； B．使重物靠近打点计时器，接着先_接__通__电__源_，后_放__开__纸__带_， 打点计时器在纸带上打下一系列的点；
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2.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每 隔 0.05 s 闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时 刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8 m/s2,小球质量m=0.2 kg,结果保留 三位有效数字):
时刻
t2
t3
t4
t5
速度(m/s) 5.59
5.08
2. 答案 (1)4.08 (2)1.42 1.46 (3)< 存在空气阻力
解析
(1)v5=
19.14 21.66
0c.m05/s=2408
cm/s=4.08
m/;24.16+21.66)cm=72.5 cm=0.725 m ΔEp=mgh25=0.2×9.8×0.725 J=1.42 J
解析 (1)由题意知重物由O点运动至C点,下落的高度为hC=77.76 cm=0.7 77 6 m,所以重力势能的减少量为ΔEp=mghC=1.00×9.80×0.777 6 J=7.62 J。 重物经过C点时的速度
vC= B D = O D= O Bm/s0=.835.8793m/0s.7018
2T
(1)根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于
J,动能的增加量等于
J(取三位有效数字)。
(2)根据以上数据,可知重物下落时的实际加速度a=
m/s2,a
g(填“大于”或“小于”),原因是 。
3. 答案 (1)7.62 7.57 (2)9.75 小于 重物受空气阻力,纸带受打点计 时器的阻力
2
mv n2 =mghn验证时,应选点迹清晰,且第1、2两点间距离接近2 mm的
器工作稳定后,再松开纸带。 4.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,纸带也不易过长,有效长度可以在60~80 cm之间。
高考物理一轮复习 实验六 验证机械能守恒定律课件
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【解析】 (1)由中间时刻的速度等于平均速度可得 vB
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精 要
·
＝h2ATC＝3.90 m/s.
知 识
(2)从 O 到 B 重力势能的减少量 ΔEp＝mghOB＝7.70 m，
整
合
动能的增加量 ΔEk＝12mv2B＝7.61 m，因为在误差允许的范围
重 落 实
·
析 典
内12mv2B≈mghOB，故该同学所做的实验验证了机械能守恒定
突
破 b 表示遮光片的宽度，s 表示 A、B 两点的距离，
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精
要
·
将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过 B 点时的
识
整
合 轨上 A 点处有一带长方形遮光片的滑块，其 图实-6-4
重
落
实
总质量为 M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为 ·
深
析 m 的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上 B 点有 化
典
学
例
·
一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间 t，用 d
习
考 点
表示 A 点到导轨底端 C 点的距离，h 表示 A 与 C 的高度差，
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精 要
2．误差分析
·
知
(1)减小测量误差：一是测下落距离时都从 0 点量起，一
识
整 合
次将各打点对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值．
重
落
(2)误差来源：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做 实
·
析 典
功．故动能的增加量 ΔEk＝12mv2n必定稍小于重力势能的减少
高考物理一轮复习实验6验证机械能守恒定律课件新人教版
实验6 验证机械能守恒定律实验溯本求源│实验热点探究│课时巩固训练实验溯本求源三、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、准备:按如图S6-2所示装置把打点计时器安装在铁架台上,用导线把打点计时器与学生电源连接好.把纸带的一端用夹子固定在重物上,另一端穿过计时器限位孔,用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近.实验溯本求源图S6-2实验溯本求源实验溯本求源实验溯本求源实验溯本求源实验溯本求源热点一 实验原理与实验操作实验热点探究例1 图S6-3为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电火花计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题:(1)为完成此实验,除了所给的器材外,还需要的器材有 (填入正确选项前的字母);A .毫米刻度尺B .秒表C .220 V 的直流电源D .220 V 的交流电源图S6-3实验热点探究(2)部分实验步骤如下:A.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开纸带B.将重锤静止靠在打点计时器附近,手提纸带的上端C.关闭电源,取出纸带D.把打点计时器固定在铁夹上,让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是: .(3)写出本实验产生误差的一个原因: .实验热点探究实验热点探究变式 某实验小组用如图S6-4甲所示装置研究系统在金属轨道上运动过程中机械能是否守恒:将一端带有滑轮的长金属轨道水平放置,重物通过细绳水平牵引小车沿轨道运动,利用打点计时器和纸带记录小车的运动.图S6-4实验热点探究(1)本实验中小车质量 (选填“需要”或“不需要”)远大于重物质量;(2)将小车靠近打点计时器,将穿好的纸带拉直,接通电源,释放小车.图乙是打出的一条清晰纸带,O点是打下的第一个点,1、2、3、4、5是连续的计数点,O点和计数点1之间还有多个点(图中未画出),相邻计数点间的时间间隔为0.02 s.在打计数点4时小车的速度v= m/s.若已知重物的质量为m,小车的质量为M,则从点O到点4的过程中,系统减少的重力势能为 J,增加的动能为 J.(g取9.8 m/s2,结果均保留两位小数)实验热点探究实验热点探究·特别提醒(1)安装打点计时器时要竖直架稳,使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60 cm左右为宜,应选用点迹清晰的纸带进行测量.热点二 数据处理与误差分析实验热点探究例2 某同学安装如图S6-5甲所示的实验装置,验证机械能守恒定律.如图乙所示是该实验得到的一条点迹清晰的纸带,现要取A 、B 两点来验证,已知电火花计时器每隔0.02 s打一个点.图S6-5 丙实验热点探究实验热点探究实验热点探究变式 甲实验小组利用图S6-6(a)装置验证机械能守恒定律.将小钢球从轨道的不同高度h处由静止释放,斜槽轨道水平末端离落点的高度为H,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.(g取10 m/s2)(1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2= (用H、h表示).(2)图(b)中图线①为根据实验测量结果描点作出的s2-h关系图线;图线②为根据理论计算得到的s2-h关系图线.对比实验结果,发现自同一高度由静止释放的钢球,实际水平抛出的速率 (选填“小于”或“大于”)理论值.造成这种偏差的可能原因是 .实验热点探究乙实验小组利用同样的装置通过频闪照相探究平抛运动中的机械能守恒.将质量为0.1 kg的小钢球A由斜槽某位置由静止释放,由频闪照相得到如图(c)所示的小钢球位置示意图,O点为小钢球的水平抛出点.(3)根据小钢球位置示意图可以判断闪光间隔为 s.(4)以O点所在水平面为零势能面,小钢球A在O点的机械能为 J;小钢球A 在C点时的重力势能为 J,动能为 J,机械能为 J.实验热点探究图S6-6实验热点探究实验热点探究实验热点探究实验热点探究热点三 同类实验拓展与创新实验热点探究例3 如图S6-7甲所示的装置叫作阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律.某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示.(已知重力加速度为g )(1)实验时,该同学进行了如下操作:①将质量均为M (A 的含挡光片、B 的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态.测量出 (选填“A 的上表面”“A 的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.实验热点探究②在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为Δt.③测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律.(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为 .(3)引起该实验系统误差的原因有(写一条即可).图S6-7实验热点探究实验热点探究实验热点探究(3)通过(1)、(2)的实验数据,可以得出的结论是:小球与地球组成的系统机械能 (选填“守恒”“中小球离A点的距离不守恒”或“无法判断是否守恒”),(2)h (选填“大于”“小于”或“等于”)h1.实验热点探究实验热点探究实验热点探究课时巩固训练1.[2016·拉萨中学月考]小明同学采用如图S6-9甲所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验.图S6-9课时巩固训练(1)除了图甲装置中的器材之外,还必须从图乙中选取实验器材,其名称是 .(2)指出图甲装置中不合理的地方(一处) .(3)小明同学得到了如图丙所示的一条纸带,读出0、4两点间的距离为 cm.(4)已知打点计时器的电源频率为50 Hz,打下计数点5时纸带速度的大小为 (保留2位有效数字)m/s.课时巩固训练课时巩固训练2.如图S6-10甲所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置图.(1)本实验中,下列器材中不必要的是 .A.天平B.交流电源C.秒表D.打点计时器图S6-10课时巩固训练课时巩固训练课时巩固训练3.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律,频闪仪每隔0.05 s闪光一次,图S6-11所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表.(当地重力加速度g 取9.8m/s 2,小球质量m=0.4 kg,结果保留3位有效数字)(1)由频闪照片上的数据计算t 5时刻小球的速度v 5= m/s. (2)从t 2到t 5时间内,重力势能增量ΔE p = J,动能减少量Δe k = J .(3)在误差允许的范围内,若ΔE p 与ΔE k 近似相等,即可验证机械能守恒定律.由上述计算得ΔE p (选填“>”“<”或“=”)ΔE k ,造成这种结果的主要原因是 . 图S6-11 时刻t 2t 3t 4t 5速度/(m/s)4.994.483.98课时巩固训练课时巩固训练4.利用如图S6-12甲实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题.甲乙丙图S6-12课时巩固训练(1)图乙为一条符合实验要求的纸带,O点为打点计时器打下的第一点.分别测出若干连续点A、B、C……与O点之间的距离h1、h2、h3……已知打点计时器的打点周期为T,重锤质量为m,重力加速度为g,可得重锤下落到B点时的速度大小为 .(2)取打下O点时重锤的重力势能为零,计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能E k和重力势能E p.建立坐标系,横轴表示h,纵轴表示E k和E p,根据以上数据在图丙中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ.已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1和图线Ⅱ的斜率k2.重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为 (用k1和k2表示).课时巩固训练课时巩固训练5.如图S6-13所示实验装置可以用来验证机械能守恒定律,左侧重物A带有挡光片,其总质量为m,右侧重物B质量为M,两重物由跨过轻质光滑定滑轮的细绳相连;与光电门相连的数字毫秒计可以测量挡光片经过光电门时的挡光时间,挡光片的宽度用b表示.挡光片到光电门之间的距离用h表示.挡光片通过光电门的平均速度近似看作挡光片通过光电门的瞬时速度,实验时重物从静止开始运动.重物B的质量M大于A和挡光片的总质量m.图S6-13课时巩固训练(1)在实验过程中,与光电门相连的数字毫秒计记录的挡光片的挡光时间为t,则挡光片通过光电门的瞬时速度可表示为v= .(2)重物从静止开始运动,当挡光片经过光电门位置时,A和B组成的系统动能增加量可表示为ΔE k= ,系统的重力势能减少量可表示为ΔE p= ,在误差允许的范围内,若ΔE k=ΔE p,则可认为系统的机械能守恒.(重力加速度为g)(3)为了减小偶然误差,多次改变挡光片到光电门之间的距离h,作出v2-h图像(如图S6-14所示),并测得该图像的斜率为k,则重力加速度的表达式为 . 图S6-14课时巩固训练课时巩固训练6.用自由落体法验证机械能守恒定律,器材安装如图S6-15甲所示.甲图S6-15课时巩固训练课时巩固训练。
人教版高考物理一轮复习：实验验证机械能守恒定律ppt课件
第五章
实验6:验证机械能守恒定律
7-7-
一二三四五六
四、误差分析
1.本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(如空气阻力、 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,这属于系统误差。改进的办法是调整器材的安装,尽可能地减小 阻力。
解析 答案
第五章
实验6:验证机械能守恒定律 1234
-21-
2.在验证机械能守恒定律的实验中,使质量为 m=200 g 的重物自由下落,打 点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所 示。O 为纸带下落的起始点,A、B、C 为纸带上选取的三个连续点。已知 打点计时器每隔 T=0.02 s 打一个点,当地的重力加速度为 g=9.8 m/s2,那么
离大于 2 mm,这是由于打点计时器打第 1 个点时重物的初速度不为零造成
的(如先释放纸带后接通电源等错误操作会造成此种结果)。这样第 1 个点
就不是运动的起始点了,这样的纸带不能选。
(2)用12
mvB 2
−
1 2
mvA
2=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 两点间的距离是否为
2 mm 就无关紧要了,所以只要后面的点迹清晰就可以选用。
第五章
实验6:验证机械能守恒定律来自5-5-一二三四五六
三、数据处理
方法一:利用起始点和第 n 点计算
代入
mghn
和1
2
mvn
2
,如果在实验误差允许的条件下,mghn
和1
2
mvn
高考物理一轮总复习 实验六：验证机械能守恒定律课件
值，甲同学用 9.8 m/s2 代入，乙同学用通过对纸带分析计算出
重锤下落的实际(s丙híjì)加速度代入，丙同学用当地的实际(shíjì)重力加速
代入，其中________同学的做法是正确的．
第十六页，共23页。
题型 2 纸带数据(shùjù)的处理和误差分析
下落(xià(l6uò))应高度用h1公、h式2、hv3n、＝h4h、n…＋12－Thn－1计算各点对应的瞬时速度 v1、 v2、v3、…
第四页，共23页。
(7)计算各点对应的势能减少量 mghn 和动能增加量12mv2n进
行比较(bǐjiào)．
5．注意事项
(1)实验中打点(dǎ diɑn)计时器的安装．两纸带限位孔必须在同一竖
B
点到
D
8T 点势能减少2量的表达式__________ ， 动 能 增 量 的 表 达 式
小于
__________．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的
重锤和纸带下落过程中存在(cúnzài)着阻力作用
动能增量总是________(填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的
第二十三页，共23页。
范围内，机械能守恒．
答案(dá àn)：(1)左 (2)B (3)1.88 1.84 (4)在误差允许的范围内机械能守恒
第十九页，共23页。
规律总结：打点纸带数据处理：
(1)时间计算．打点周期等于所接交流电的周期，即 T＝1f ， 计数点间的时间要看两计数点间有几个时间间隔，即 t＝nT.例 如：每五个点取一个计数点，交流电的频率为 50 Hz，则 T＝
第十三页，共23页。
K．在三条(sān tiáo)纸带中选出较好的一条 L．进行(jìnxíng)计算，得出结论，完成实验报告 M．拆下导线，整理(zhěnglǐ)器材 对于本实验的以上步骤中，不必要的有___________；AG正
高三物理一轮复习 实验六 验证机械能守恒定律课件PPT共78页
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
ห้องสมุดไป่ตู้
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
高三物理一轮复习 实验六 验 证机械能守恒定律课件
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
高考物理一轮复习 第五章 机械能 实验六 验证机械能守恒定律课件 新人教版
律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6 V
的交流电和直流电两种。重物从高处由静止开始
下落，重物上拖着的纸带通过打点计时器打出一
系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即能
验证机械能守恒定律。下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器材；
B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
C．用天平测量出重物的质量；
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实验六 验证机械能守恒定律 结束
D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带； E．测量打出的纸带上某些点之间的距离； F．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否 等于增加的动能。 指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对 应的字母填在下面的横线上，并说明其原因：_____________ ____________________________________________________。
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实验六 验证机械能守恒定律 结束
解析：步骤B是错误的，应该接到电源的交流输出端；步骤C 不必要，因为根据测量原理，重物的动能和势能中都包含了质 量m，可以约去；步骤D是错误的，应该先接通电源，待打点 稳定后再释放纸带。 答案：见解析
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(1)如用第 2 点到第 6 点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量
为_第__2__点__到__第___6_点__之__间___的__距__离__h_2_6、第___1__点__到__第__3__点__之__间__的__距__离___h_1_3_、