2020選考物理-必修2-第五章-實驗6-驗證機械能守恒定律課件

實驗6驗證機械能守恒定律實驗6驗證機械能守恒定律[考綱解讀]

(1)會根據(jù)紙帶測定下落的距離，掌握測量瞬時速度的方法。(2)能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論。(3)能對實驗誤差的產(chǎn)生原因作定性分析。[考綱解讀](1)會根據(jù)紙帶測定下落的距離，掌握測量瞬時速2020選考物理-必修2-第五章-實驗6-驗證機械能守恒定律課件誤差分析1.減小測量誤差：一是測下落距離時都從0點量起，一次將各打點對應(yīng)下落高度測量完，二是多測幾次取平均值。誤差分析注意事項1.打點計時器要豎直：安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)以減少摩擦阻力。2.重物密度要大：重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料。3.一先一后：應(yīng)先接通電源，讓打點計時器正常工作，后松開紙帶讓重物下落。注意事項1.打點計時器要豎直：安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn)，熱點一教材原型實驗【例1】用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種。重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對圖中紙帶上的點痕進(jìn)行測量，即可驗證機械能守恒定律。圖1熱點一教材原型實驗圖1(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：A.按照圖示的裝置安裝器件B.將打點計時器接到電源的“直流輸出”上C.用天平測出重錘的質(zhì)量D.先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶E.測量紙帶上某些點間的距離F.根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能其中沒有必要進(jìn)行的步驟是________，操作不當(dāng)?shù)牟襟E是________。(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：(2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值。根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上的連續(xù)的五個點A、B、C、D、E，測出各點之間的距離如圖2所示，使用電源的頻率為f，則計算重錘下落的加速度的表達(dá)式a＝________。(用x1、x2、x3、x4及f表示)。圖2(2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值。根據(jù)打2020選考物理-必修2-第五章-實驗6-驗證機械能守恒定律課件熱點二實驗拓展創(chuàng)新【例2】利用圖3裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。圖3熱點二實驗拓展創(chuàng)新圖3(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(dǎo)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)(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(3)實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖4所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能變化量ΔEp＝____________，動能變化量ΔEk＝________。圖4(3)實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖4所示的一條紙帶2020選考物理-必修2-第五章-實驗6-驗證機械能守恒定律課件解析(1)重物下落過程中重力勢能減少，動能增加，故該實驗需要比較重物下落過程中任意兩點間的動能變化量與勢能變化量在誤差范圍內(nèi)是否相等，A項正確。解析(1)重物下落過程中重力勢能減少，動能增加，故該實驗需(4)重物重力勢能的減少量略大于動能的增加量，是因為重物下落過程中存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，C正確。(4)重物重力勢能的減少量略大于動能的增加量，是因為重物下落1.利用圖示5裝置進(jìn)行“驗證機械能守恒定律”的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h。某班同學(xué)利用實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案：A.用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v＝gt計算出瞬時速度v圖51.利用圖示5裝置進(jìn)行“驗證機械能守恒定律”的實驗時，需要測解析在驗證機械能守恒定律的實驗中不能將物體下落的加速度看做g，只能把它當(dāng)做未知的定值，所以正確方案只有D項。答案D解析在驗證機械能守恒定律的實驗中不能將物體下落的加速度看做2.(2018·4月浙江選考)(1)用圖6所示裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗時，除了圖中已給出的實驗器材外，還需要的測量工具有________(填字母)；圖6A.秒表

B.天平C.刻度尺

D.彈簧測力計2.(2018·4月浙江選考)(1)用圖6所示裝置做“探究功(2)用圖7所示裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗時，釋放重物前有下列操作。其中正確的是________(填字母)；圖7A.將打點計時器的兩個限位孔調(diào)節(jié)到同一豎直線上B.手提紙帶任意位置C.使重物靠近打點計時器(2)用圖7所示裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗時，釋放重物(3)如圖8是小球做平拋運動的頻閃照片，其上覆蓋了一張透明方格紙。已知方格紙每小格的邊長均為0.80cm。由圖可知小球的初速度大小為________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，g取10m/s2)。圖8(3)如圖8是小球做平拋運動的頻閃照片，其上覆蓋了一張透明方解析(1)根據(jù)實驗原理，只需證明速度的平方和橡皮筋數(shù)量成正比即可，故只需刻度尺，所以選C項。(2)“驗證機械能守恒定律”實驗，需要保持紙帶豎直，需要將打點計時器的兩個限位孔調(diào)節(jié)到同一豎直線上，重物盡可能靠近打點計時器，這樣就可以多打點，在處理紙帶時，就增大了有效部分的紙帶長度，提高實驗準(zhǔn)確率，所以A、C正確。答案(1)C

(2)AC

(3)0.70解析(1)根據(jù)實驗原理，只需證明速度的平方和橡皮筋數(shù)量成正3.在進(jìn)行“驗證機械能守恒定律”的實驗中：圖9(1)兩實驗小組同學(xué)分別采用了如圖9甲和乙所示的裝置，采用兩種不同的實驗方案進(jìn)行實驗。①在圖甲中，下落物體應(yīng)選擇密度________(選填“大”或“小”)的重物；在圖乙中，兩個重物的質(zhì)量關(guān)系是m1________m2(選填“＞”、“＝”、“＜”)；3.在進(jìn)行“驗證機械能守恒定律”的實驗中：圖9②采用圖乙的方案進(jìn)行實驗，還需要的實驗器材有交流電源，刻度尺和________；③比較兩種實驗方案，你認(rèn)為圖________(選填“甲”或“乙”)所示實驗方案更合理，理由是______________________________________________________。②采用圖乙的方案進(jìn)行實驗，還需要的實驗器材有交流電源，刻度尺(2)有一同學(xué)采用了圖9甲所示的方案，選出一條紙帶如圖10所示，其中O點為起始點，A、B、C為三個計數(shù)點，打點計時器通以50Hz交流電，在計數(shù)點A和B之間、B和C之間還各有一個點，重物的質(zhì)量為0.5kg，g取9.8m/s2。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，打B點時重物的重力勢能比開始下落時減少了__________J，這時它的動能是__________J，根據(jù)上面這兩個數(shù)據(jù)你能得到的結(jié)論是：__________。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)圖10(2)有一同學(xué)采用了圖9甲所示的方案，選出一條紙帶如圖10所解析(1)①為了減小空氣阻力的影響，選擇體積小、密度大的重物；在題圖乙中，m2在m1的拉力作用下向上運動，所以m1＞m2。②兩重物質(zhì)量不等，分析系統(tǒng)損失的重力勢能是否近似等于增加的動能時，兩邊質(zhì)量不能約去，故需要天平測量兩重物的質(zhì)量。③題圖乙中所示實驗還受到細(xì)線與滑輪的阻力的影響，機械能損失較大，故題圖甲所示實驗方案較為合理。答案(1)①大＞②天平③甲圖乙中還受到細(xì)線與滑輪的阻力的影響(2)0.867

0.852在誤差允許的范圍內(nèi)，重物下落時機械能守恒解析(1)①為了減小空氣阻力的影響，選擇體積小、密度大的重4.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、重錘、天平、毫米刻度尺、50Hz交流電源。回答下列問題： (1)關(guān)于重錘的選用，以下說法正確的是(

) A.選用重錘時，重的比輕的好 B.選用重錘時，密度大的比密度小的好 C.選用重錘后要稱質(zhì)量 D.重錘所受重力要遠(yuǎn)大于它所受的空氣阻力和打點計時器對紙帶的阻力4.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的(2)如圖11所示，釋放紙帶前的瞬間，重錘和手的位置合理的是________(填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)。作這樣選擇的原因是___________________________。圖11(2)如圖11所示，釋放紙帶前的瞬間，重錘和手的位置合理的是(3)在實驗中，由于打點計時器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶通過時受到較大阻力，則結(jié)果(

)解析(1)選重錘應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的，增大重力可使阻力的影響相對減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小。故選項A、B、D正確。(2)實驗中要讓重錘靠近打點計時器，可以在紙帶上記錄足夠多的點；實驗中手提著紙帶上端并保持紙帶豎直，可以減少紙帶與限位孔間的摩擦阻力，故丙正確。原因如上所述。(3)在實驗中，由于打點計時器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙(3)重錘帶動紙帶下落過程中，除了重力還受到較大的阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度看，由于阻力做功，重力勢能減少的量除了轉(zhuǎn)化給了動能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以重力勢能的減小量會大于動能的增加量。故選A。答案(1)ABD

(2)丙實驗中要讓重錘靠近打點計時器，可以在紙帶上記錄足夠多的點(實驗中手提著紙帶上端并保持紙帶豎直，可以減少紙帶與限位孔間的摩擦阻力)

(3)A(3)重錘帶動紙帶下落過程中，除了重力還受到較大的阻力，從能2020選考物理-必修2-第五章-實驗6-驗證機械能守恒定律課件實驗6驗證機械能守恒定律實驗6驗證機械能守恒定律[考綱解讀]

(1)會根據(jù)紙帶測定下落的距離，掌握測量瞬時速度的方法。(2)能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論。(3)能對實驗誤差的產(chǎn)生原因作定性分析。[考綱解讀](1)會根據(jù)紙帶測定下落的距離，掌握測量瞬時速2020選考物理-必修2-第五章-實驗6-驗證機械能守恒定律課件誤差分析1.減小測量誤差：一是測下落距離時都從0點量起，一次將各打點對應(yīng)下落高度測量完，二是多測幾次取平均值。誤差分析注意事項1.打點計時器要豎直：安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)以減少摩擦阻力。2.重物密度要大：重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料。3.一先一后：應(yīng)先接通電源，讓打點計時器正常工作，后松開紙帶讓重物下落。注意事項1.打點計時器要豎直：安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn)，熱點一教材原型實驗【例1】用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種。重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對圖中紙帶上的點痕進(jìn)行測量，即可驗證機械能守恒定律。圖1熱點一教材原型實驗圖1(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：A.按照圖示的裝置安裝器件B.將打點計時器接到電源的“直流輸出”上C.用天平測出重錘的質(zhì)量D.先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶E.測量紙帶上某些點間的距離F.根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能其中沒有必要進(jìn)行的步驟是________，操作不當(dāng)?shù)牟襟E是________。(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：(2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值。根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上的連續(xù)的五個點A、B、C、D、E，測出各點之間的距離如圖2所示，使用電源的頻率為f，則計算重錘下落的加速度的表達(dá)式a＝________。(用x1、x2、x3、x4及f表示)。圖2(2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值。根據(jù)打2020選考物理-必修2-第五章-實驗6-驗證機械能守恒定律課件熱點二實驗拓展創(chuàng)新【例2】利用圖3裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。圖3熱點二實驗拓展創(chuàng)新圖3(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(dǎo)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)(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(3)實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖4所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能變化量ΔEp＝____________，動能變化量ΔEk＝________。圖4(3)實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖4所示的一條紙帶2020選考物理-必修2-第五章-實驗6-驗證機械能守恒定律課件解析(1)重物下落過程中重力勢能減少，動能增加，故該實驗需要比較重物下落過程中任意兩點間的動能變化量與勢能變化量在誤差范圍內(nèi)是否相等，A項正確。解析(1)重物下落過程中重力勢能減少，動能增加，故該實驗需(4)重物重力勢能的減少量略大于動能的增加量，是因為重物下落過程中存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，C正確。(4)重物重力勢能的減少量略大于動能的增加量，是因為重物下落1.利用圖示5裝置進(jìn)行“驗證機械能守恒定律”的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h。某班同學(xué)利用實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案：A.用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v＝gt計算出瞬時速度v圖51.利用圖示5裝置進(jìn)行“驗證機械能守恒定律”的實驗時，需要測解析在驗證機械能守恒定律的實驗中不能將物體下落的加速度看做g，只能把它當(dāng)做未知的定值，所以正確方案只有D項。答案D解析在驗證機械能守恒定律的實驗中不能將物體下落的加速度看做2.(2018·4月浙江選考)(1)用圖6所示裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗時，除了圖中已給出的實驗器材外，還需要的測量工具有________(填字母)；圖6A.秒表

B.天平C.刻度尺

D.彈簧測力計2.(2018·4月浙江選考)(1)用圖6所示裝置做“探究功(2)用圖7所示裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗時，釋放重物前有下列操作。其中正確的是________(填字母)；圖7A.將打點計時器的兩個限位孔調(diào)節(jié)到同一豎直線上B.手提紙帶任意位置C.使重物靠近打點計時器(2)用圖7所示裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗時，釋放重物(3)如圖8是小球做平拋運動的頻閃照片，其上覆蓋了一張透明方格紙。已知方格紙每小格的邊長均為0.80cm。由圖可知小球的初速度大小為________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，g取10m/s2)。圖8(3)如圖8是小球做平拋運動的頻閃照片，其上覆蓋了一張透明方解析(1)根據(jù)實驗原理，只需證明速度的平方和橡皮筋數(shù)量成正比即可，故只需刻度尺，所以選C項。(2)“驗證機械能守恒定律”實驗，需要保持紙帶豎直，需要將打點計時器的兩個限位孔調(diào)節(jié)到同一豎直線上，重物盡可能靠近打點計時器，這樣就可以多打點，在處理紙帶時，就增大了有效部分的紙帶長度，提高實驗準(zhǔn)確率，所以A、C正確。答案(1)C

(2)AC

(3)0.70解析(1)根據(jù)實驗原理，只需證明速度的平方和橡皮筋數(shù)量成正3.在進(jìn)行“驗證機械能守恒定律”的實驗中：圖9(1)兩實驗小組同學(xué)分別采用了如圖9甲和乙所示的裝置，采用兩種不同的實驗方案進(jìn)行實驗。①在圖甲中，下落物體應(yīng)選擇密度________(選填“大”或“小”)的重物；在圖乙中，兩個重物的質(zhì)量關(guān)系是m1________m2(選填“＞”、“＝”、“＜”)；3.在進(jìn)行“驗證機械能守恒定律”的實驗中：圖9②采用圖乙的方案進(jìn)行實驗，還需要的實驗器材有交流電源，刻度尺和________；③比較兩種實驗方案，你認(rèn)為圖________(選填“甲”或“乙”)所示實驗方案更合理，理由是______________________________________________________。②采用圖乙的方案進(jìn)行實驗，還需要的實驗器材有交流電源，刻度尺(2)有一同學(xué)采用了圖9甲所示的方案，選出一條紙帶如圖10所示，其中O點為起始點，A、B、C為三個計數(shù)點，打點計時器通以50Hz交流電，在計數(shù)點A和B之間、B和C之間還各有一個點，重物的質(zhì)量為0.5kg，g取9.8m/s2。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，打B點時重物的重力勢能比開始下落時減少了__________J，這時它的動能是__________J，根據(jù)上面這兩個數(shù)據(jù)你能得到的結(jié)論是：__________。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)圖10(2)有一同學(xué)采用了圖9甲所示的方案，選出一條紙帶如圖10所解析(1)①為了減小空氣阻力的影響，選擇體積小、密度大的重物；在題圖乙中，m2在m1的拉力作用下向上運動，所以m1＞m2。②兩重物質(zhì)量不等，分析系統(tǒng)損失的重力勢能是否近似等于增加的動能時，兩邊質(zhì)量不能約去，故需要天平測量兩重物的質(zhì)量。③題圖乙中所示實驗還受到細(xì)線與滑輪的阻力的影響，機械能損失較大，故題圖甲所示實驗方案較為合理。答案(1)①大＞②天平③甲圖乙中還受到細(xì)線與滑輪的阻力的影響(2)0.867

0.852在誤差允許的范圍內(nèi)，重物下落時機械