創(chuàng)新方案實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律-完整版PPT

1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證機(jī)械能守恒定律三、實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái)(含鐵夾)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生電源，紙帶，復(fù)寫紙，導(dǎo)線，毫米刻度尺，重物(帶紙帶夾)四、實(shí)驗(yàn)操作1實(shí)驗(yàn)步驟(1)安裝置：按圖實(shí)62所示將檢查、 調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵 架臺(tái)上，接好電路(2)打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落更換紙帶重復(fù)做35次實(shí)驗(yàn)五、注意事項(xiàng)1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要穩(wěn)定地固定在鐵架臺(tái)上，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器平面與紙帶限位孔調(diào)整到豎直方向，以減小摩擦阻力2重物要選用密度大、體積小的物體，這樣可以減小空氣阻力的影響，從而

2、減小實(shí)驗(yàn)誤差3實(shí)驗(yàn)中，需保持提紙帶的手不動(dòng)，且保證紙帶豎直，待接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后，再松開紙帶六、誤差分析1本實(shí)驗(yàn)中因重物和紙帶在下落過程中要克服各種阻力(空氣阻力、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器阻力)做功，故動(dòng)能的增加量Ek稍小于重力勢(shì)能的減少量Ep，即EkEp，這屬于系統(tǒng)誤差改進(jìn)的辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減少阻力2本實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)誤差來源于長(zhǎng)度的測(cè)量，屬偶然誤差減小誤差的辦法是測(cè)下落距離時(shí)都從0點(diǎn)量起，一次將各打點(diǎn)對(duì)應(yīng)的下落高度測(cè)量完或者采用多次測(cè)量取平均值來減小誤差例1 (2010新課標(biāo)全國(guó)卷)圖實(shí)63為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵

3、夾的重錘、天平回答下列問題：(1)為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要的器材有_(填入正確選項(xiàng)前的字母)A米尺B秒表C012 V的直流電源 D012 V的交流電源(2)實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有_(寫出兩個(gè)原因)解析本題意在考查考生對(duì)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)原理的理解，并能正確分析實(shí)驗(yàn)誤差的來源(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源為交流電源，故應(yīng)選取012 V的交流電源，D正確；利用米尺測(cè)量紙帶上各點(diǎn)間的距離，A正確本實(shí)驗(yàn)中利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器作為計(jì)時(shí)工具，所以不需要秒表，B錯(cuò)誤(2)實(shí)驗(yàn)誤差的來源主要是由于紙帶在下滑的過程中需要克服摩擦力做功，以及用米尺測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)讀數(shù)有誤差答案(1)AD(2)紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間

4、有摩擦；用米尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)的位置時(shí)讀數(shù)有誤差，計(jì)算勢(shì)能變化時(shí)，選取始末兩點(diǎn)距離過近，交流電頻率不穩(wěn)定.例2“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)可以采用圖實(shí)64所示的甲或乙方案來進(jìn)行(1)比較這兩種方案，_(選填“甲”或“乙”)方案好些，理由是_(2)圖實(shí)65是該實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，測(cè)得每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，已知每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T0.1 s物體運(yùn)動(dòng)的加速度a_；該紙帶是采用_(選填“甲”或“乙”)實(shí)驗(yàn)方案得到的簡(jiǎn)要寫出判斷依據(jù)_(3)如圖實(shí)66是采用甲方案得到的一條紙帶，在計(jì)算圖中N點(diǎn)速度時(shí)，幾位同學(xué)分別用下列不同的方法進(jìn)行，其中正確的是 ()解析：(1)機(jī)械能守恒的前提是只有重力做

5、功，實(shí)際操作的方案中應(yīng)該使摩擦力越小越好，所以甲方案好(2)處理紙帶數(shù)據(jù)時(shí)，為減小誤差一般采用逐差法，得a4.8 m/s2(4.7 m/s24.9 m/s2均可)該紙帶是采用乙實(shí)驗(yàn)方案得到的，這是因?yàn)槲矬w運(yùn)動(dòng)的加速度比重力加速度小很多(3)勻變速運(yùn)動(dòng)中某一段的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度因?yàn)樗∮?jì)時(shí)起點(diǎn)O的速度不一定為零，所以A、D錯(cuò)，B、C項(xiàng)對(duì)答案：(1)甲見解析(2)4.8 m/s2乙見解析(3)BC1(2010四川高考)有4條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所用交流電頻率均為50 Hz)打出的紙帶A、B、C、D，其中一條是做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的為找出該紙帶，某同學(xué)在每條紙帶上選取了點(diǎn)跡清晰

6、的、連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出相鄰兩個(gè)點(diǎn)間的距離依次為s1、s2、s3.請(qǐng)你根據(jù)下列s1、s2、s3的測(cè)量結(jié)果確定該紙帶為_(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.791 m/s？)A61.0 mm,65.8 mm,70.7 mmB41.2 mm,45.1 mm,53.0 mmC49.6 mm,53.5 mm,57.3 mmD60.5 mm,61.0 mm,60.0 mm解析：本題考查實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，意在考查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力由于紙帶可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，所以相鄰相等的時(shí)間內(nèi)位移差可認(rèn)為相等，故B、D錯(cuò)誤；又因?yàn)榧垘茏枇Φ淖饔?，且運(yùn)動(dòng)速度越大，所受的阻力越大，故相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差將略有

7、減小，故答案為C.答案： C2.(2010安徽高考)利用圖實(shí)67所示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測(cè)量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h.某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案：圖實(shí)67以上方案中只有一種正確，正確的是_(填入相應(yīng)的字母)解析：由于摩擦阻力等因素的存在，物體加速度ag，選項(xiàng)A、B、C均不正確答案： D 3. 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在50 Hz的交變電源上，自由下落的重物質(zhì)量為1 kg，一條理想的紙帶數(shù)據(jù)如圖實(shí)68所示，單位是cm，g取9.8 m/s2，O、A之間有幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)沒畫O點(diǎn)是重物開始下落時(shí)打出的第1個(gè)點(diǎn)圖

8、實(shí)68答案：(1)0.491 J0.480 J(2)過原點(diǎn)的傾斜直線98 m/s2圖實(shí)69答案：(1)打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的初速度為零(2)0.59 m/s0.17 J0.17 J機(jī)械能守恒(3)C5某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖實(shí)611所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒圖實(shí)611(1)實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷導(dǎo)軌是否水平？_.(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間t，遮光條的寬度為d，則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為_，在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、_和_(文字說明并用相應(yīng)的字母表示)(3)本實(shí)驗(yàn)通過比較_和_在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等(用測(cè)量的物理量符號(hào)表示)，從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒(當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間)地面上放上白紙，上面覆蓋著復(fù)寫紙，當(dāng)小球落在復(fù)寫紙上時(shí)，會(huì)在下面白紙上留下痕跡用重垂線確定出A、B點(diǎn)的投影點(diǎn)N、M.重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次(小球每一次都從同一點(diǎn)由靜止釋放)，球的落點(diǎn)痕跡如圖實(shí)615所示，圖中米尺水平放置，零刻度線與M點(diǎn)對(duì)齊用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B兩點(diǎn)的豎直距離，再量出M、C之間的距離