第六講實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

第六講實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1．理解實(shí)驗(yàn)原理，熟練實(shí)驗(yàn)步驟．2．知道實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)．3．會(huì)通過(guò)紙帶的打點(diǎn)來(lái)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

1．理解實(shí)驗(yàn)原理，熟練實(shí)驗(yàn)步驟．一、實(shí)驗(yàn)原理1．在只有

做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，但總的

保持不變．若物體某時(shí)刻的瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則重力勢(shì)能的減少量為

，動(dòng)能的增加量為

，看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)

允許的范圍內(nèi)是否相等，若相等則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．重力機(jī)械能mgh誤差一、實(shí)驗(yàn)原理重力機(jī)械能mgh誤差高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版二、實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)(含鐵夾)、

、學(xué)生電源、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、導(dǎo)線、

、天平(也可不選)、重物．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器刻度尺電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器刻度尺一、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理1．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．一、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理(3)打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過(guò)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(kāi)紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落．更換紙帶重復(fù)做3～5次實(shí)驗(yàn)．

高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版

某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：a．按照?qǐng)D示的裝置安裝器材b．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上c．用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量d．釋放懸掛連有重錘的紙帶，同時(shí)接通電源開(kāi)關(guān)打出一條紙帶e．測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離f．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能 某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律其中沒(méi)有必要進(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E是(填編號(hào))__________________________.其中沒(méi)有必要進(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E是(填編號(hào))(2)實(shí)驗(yàn)小組利用選出的一條清晰紙帶，如圖乙所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為f的交流電源上，從A點(diǎn)開(kāi)始，每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，得到連續(xù)5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出起始點(diǎn)O到A點(diǎn)的距離為s0，O、C兩點(diǎn)間的距離為s1，O、E兩點(diǎn)間的距離為s2，重錘的質(zhì)量為m，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則重錘下落的加速度表達(dá)式為_(kāi)________；從打下起始點(diǎn)O到打下C點(diǎn)的過(guò)程中，重錘動(dòng)能的增加量ΔEk＝_________.(2)實(shí)驗(yàn)小組利用選出的一條清晰紙帶，如圖乙所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版【方法歸納】解決此類(lèi)實(shí)驗(yàn)，首先應(yīng)弄清實(shí)驗(yàn)原理，然后再根據(jù)具體問(wèn)題全面分析．只有從原理入手才有解決問(wèn)題的依據(jù)，絕不能死記實(shí)驗(yàn)步驟．高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版二、誤差分析及注意事項(xiàng)1．誤差分析(1)本實(shí)驗(yàn)中因重物和紙帶在下落過(guò)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(lái)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．或者多次測(cè)量取平均值來(lái)減小誤差．二、誤差分析及注意事項(xiàng)2．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)整在豎直方向，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?。?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(kāi)紙帶．(4)測(cè)下落高度時(shí)，要從第一個(gè)打點(diǎn)測(cè)起，并且各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的下落高度要一次測(cè)量完．2．注意事項(xiàng)高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版

在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選取的紙帶如圖所示，其中O是起始點(diǎn)，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所用電源頻率為50Hz)連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)．該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中(單位：cm)． 在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選取(1)甲同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2，他用AC段的平均速度作為跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度，則該段重錘重力勢(shì)能的減少量為_(kāi)_________，動(dòng)能的增加量為_(kāi)_______(均保留3位有效數(shù)字，重錘質(zhì)量用m表示)．在誤差允許的范圍內(nèi)可得出的結(jié)論是：________________________________________________________________________.(1)甲同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，已知當(dāng)?shù)氐?/p>

(2)乙同學(xué)根據(jù)同一條紙帶，同一組數(shù)據(jù)，也用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，他將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)O記為第1個(gè)點(diǎn)，圖中的B是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第9個(gè)點(diǎn)．因此他用vB＝gt計(jì)算跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度，得到動(dòng)能的增加量為_(kāi)_________，這樣驗(yàn)證時(shí)總是重力勢(shì)能的減少量__________(填“大于”、“小于”或“等于”)動(dòng)能的增加量，原因是：____________________________________.(2)乙同學(xué)根據(jù)同一條紙帶，同一組數(shù)據(jù)，也用重錘在OB段的高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版答案：(1)1.22m；1.20m；重錘的機(jī)械能守恒(2)1.23m；小于；式中用g＝9.80m/s2計(jì)算，而實(shí)際上重錘下落的加速度小于這個(gè)值高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版答案：(1)打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的初速度為零(2)0.59m/s

0.17J

0.17J機(jī)械能守恒(3)C答案：(1)打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的初速度為零

某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，弧形軌道末端水平，離地面的高度為H.將鋼球從軌道的不同高度h處?kù)o止釋放，鋼球的落點(diǎn)距軌道末端的水平距離為s.

某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，弧形(1)若軌道完全光滑，s2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿(mǎn)足s2＝______(用H、h表示)．(2)該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到一組數(shù)據(jù)，如下表所示：

h/(10－1m)2.003.004.005.006.00s2/(10－1m2)2.623.895.206.537.78(1)若軌道完全光滑，s2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿(mǎn)足s2＝__請(qǐng)?jiān)趫D中的坐標(biāo)紙上作出s2－h(huán)關(guān)系圖．

請(qǐng)?jiān)趫D中的坐標(biāo)紙上作出s2－h(huán)關(guān)系圖． (3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的s2－h(huán)關(guān)系圖線(圖中已畫(huà)出)，自同一高度靜止釋放的鋼球，水平拋出的速率______(填“小于”或“大于”)理論值．(4)從s2－h(huán)關(guān)系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著，你認(rèn)為造成上述偏差的可能原因是________________________________________________________________________．(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的s2－h(huán)關(guān)系圖線(圖中已畫(huà)高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版高考物理總復(fù)習(xí)-第5章-6講-實(shí)驗(yàn)-驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律ppt課件-新人教版