與名師對(duì)話高考物理人教版一輪課件實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P98)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦米杂陕潴w運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證只有重力作用下的物體機(jī)械能守恒．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，刻度尺，天平(也可不選)，重物．問題探究在計(jì)算n點(diǎn)的速度時(shí)，能否可以利用vn＝gnT計(jì)算求得？[提示]

若利用公式vn＝gnT計(jì)算第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度，說明物體下落的加速度為g，在此前提下機(jī)械能一定守恒，不需實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證．所以本實(shí)驗(yàn)需要的物體在某一時(shí)刻的實(shí)際速度，應(yīng)由紙帶上的數(shù)據(jù)求解，而不是利用公式vn＝gnT計(jì)算求得．四、實(shí)驗(yàn)步驟1．測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出重物的質(zhì)量m(也可不測(cè))．2．安裝置：按右圖將檢查、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．3．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3次～5次實(shí)驗(yàn)．五、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)1．物體的速度可以用光電計(jì)時(shí)器測(cè)量，以減小由于測(cè)量和計(jì)算帶來的誤差．2．整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置可以放在真空的環(huán)境中操作，如用牛頓管和頻閃照相進(jìn)行驗(yàn)證，以消除由于空氣阻力作用而帶來的誤差．3．可以利用氣墊導(dǎo)軌來設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)，以減小由于摩擦帶來的誤差．(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P98)要點(diǎn)一誤差分析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ΔEk稍小于重力勢(shì)能的減少量ΔEp，即ΔEk<ΔEp，這屬于系統(tǒng)誤差．改進(jìn)的辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力．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O點(diǎn)量起，一次將各打點(diǎn)對(duì)應(yīng)的下落高度測(cè)量完，或者多次測(cè)量取平均值．要點(diǎn)二注意事項(xiàng)1.應(yīng)盡可能控制實(shí)驗(yàn)條件，即應(yīng)滿足機(jī)械能守恒的條件，這就要求盡量減小各種阻力的影響，采取的措施有：(1)安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，必須使兩個(gè)限位孔的中線嚴(yán)格豎直，以減小摩擦阻力．(2)應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，增大重力可使阻力的影響相對(duì)減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小．2．實(shí)驗(yàn)中，提紙帶的手要保持不動(dòng)，且保證紙帶豎直.接通電源后，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再松開紙帶．4．測(cè)量下落高度時(shí)，為了減小測(cè)量值h的相對(duì)誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)一些，紙帶也不易過長(zhǎng)，有效長(zhǎng)度可在60cm～80cm之間．(2010·新課標(biāo)全國(guó))圖為驗(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C．0～12V的直流電源 D．0～12V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]

(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源為交流電源，故應(yīng)選取0～12V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．(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P98)題型一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理

[答案]

(1)打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的初速度為零2mm

(2)0.59m/s

0.17J

0.17J機(jī)械能守恒(3)C題型二實(shí)驗(yàn)的拓展和遷移例2某實(shí)驗(yàn)小組利用如下圖所示的實(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．(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)如下圖所示(經(jīng)放大后的)，游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度d＝________cm；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Δt＝1.2×10－2s，則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為________m/s.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)是否相等(用測(cè)量的物理量符號(hào)表示)，從而驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P99)1．關(guān)于驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)的下列說法中，哪些是正確的(

)A．選用重物時(shí)，重的比輕的好B．選用重物時(shí)，體積小的比體積大的好C．選取重物后，要稱出它的質(zhì)量D．重物所受的重力，應(yīng)遠(yuǎn)大于它所受的空氣阻力和紙帶受到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力[解析]

在選取重物時(shí)，由于有空氣阻力和摩擦阻力的存在，應(yīng)該選取質(zhì)量比較大的、體積比較小的重物，這樣可以使重物的重力遠(yuǎn)大于它所受的空氣阻力和紙帶受到的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力．[答案]

ABD2．(2010·安徽高考)利用圖示裝置進(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．[答案]

d3．(2011·廣州模擬)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)可以采用下圖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)圖丙是該實(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T＝0.1s，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)如下圖丁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a＝4.8m/s2(4.7m/s2～4.9m/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)4.8m/s2乙見解析(3)B、C4．在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m＝1.00kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn).如上圖所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為第一個(gè)點(diǎn)(速度恰好為零)，每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，選連續(xù)的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C作為測(cè)量的點(diǎn)，如圖所示，經(jīng)測(cè)量知道A、B、C各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為50.50cm、86.00cm、130.50cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可計(jì)算出打B點(diǎn)時(shí)的速度vB＝________m/s；重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，重力勢(shì)能減少了________J，動(dòng)能增加了________J．根據(jù)所測(cè)量的數(shù)據(jù)，還可以求出物體實(shí)際下落的加速度為________m/s2，物體在從A到B下落的過程中所受到的平均阻力為________N(計(jì)算結(jié)果都要保留3位有效數(shù)字)，該阻力的來源主要有：(1)_______________________________________________；(2)_______________________________________________．分析紙帶受到的力有：重力、重物受到的空氣阻力、紙帶與限位孔之間的摩擦力等力的作用，所以阻力的來源是以上除重力之外的力．[答案]

4.00

8.43

8.00

9.00

0.800

(1)重物受到的空氣阻力(2)紙帶與限位孔之間的摩擦力5．(2011·承德聯(lián)考)某同學(xué)利用透明直尺和光電計(jì)時(shí)器來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)易示意圖如下圖所示．當(dāng)有不透光物體從光電門間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.所用的西甌XDS－007光電門傳感器可測(cè)的最短時(shí)間為0.01ms.將擋光效果好、寬度為d＝3.8×10－3m的黑色磁帶貼在透明直尺上，從一定高度由靜止釋放，并使其豎直通過光電門．某同學(xué)測(cè)得各段黑色磁帶通過光電門的時(shí)間△t1與圖中所示的高度差Δh1，并將部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了處理，結(jié)果如下表所示．(取g＝9.8m/s2，注：表格中M為直尺質(zhì)量)②請(qǐng)將表格中數(shù)據(jù)填寫完整．③通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：________.④根據(jù)該實(shí)驗(yàn)請(qǐng)你判斷下列ΔEk－Δh圖象中正確的是(

)[答案]

①瞬時(shí)速度等于極短時(shí)間或極短位移內(nèi)的平均速度②4.22

4.00M或4.01M

4.01M或4.02M③在誤差允許的范圍內(nèi)，重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量④C謝謝！贈(zèng)送精美圖標(biāo)1、字體安裝與設(shè)置如果您對(duì)PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意，可進(jìn)行批量替換，一次性更改各頁(yè)面字體。在“開始”選項(xiàng)卡中，點(diǎn)擊“替換”按鈕右側(cè)箭頭，選擇“替換字體”。（如下圖）在圖“替換”下拉列表中選擇要更改字體。（如下圖）在“替換為”下拉列表中選擇替換字體。點(diǎn)擊“替換”按鈕，完成。412、替換模板中的圖片模板中的圖片展示頁(yè)面，您可以根據(jù)需要替換這些圖片，下面介紹兩種替換方法。方法一：更改圖片選中模版中的圖片（有些圖片與其他對(duì)象進(jìn)行了組合，選擇時(shí)一定要選