《（湘教考苑）2016年高三（人教版）一轮复习物理实验课件（必修部分11个实验）实验六》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（湘教考苑）2016年高三（人教版）一轮复习物理实验课件（必修部分11个实验）实验六（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 实验六 验证机械能守恒定律 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 基础自主梳理一、实验目的 验证机械能守恒定律 . 二、实验器材 铁架台 ( 带铁夹 ), 打点计时器 , 重锤 ( 带纸带夹子 ), 纸带数条 , 复写纸片 ,导线 , 毫米刻 度尺 , 低压交流电源 . 三、实验原理 物体只在重力作用下做自由落体运动时 ,物体机械能守恒 ,即减少的重力势能等于增加的动能 h 时速度为 v ,则有 2 = h 和对应的速度 v , 即可验证物体自由下落时机械能是否守恒 . 测定第 n 点的瞬时速度的方法是 : 测出第 n 点前、后两段相等时间 1,
2、由公式 + + 1)2 求出 ,如图所示 . 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 基础自主梳理四、实验步骤 1 . 在铁架台上安装好打点计时器 , 用导线接好打点计时器与低压交 流电源 . 2 . 将纸带的一端固定在重锤的夹子上 , 另一端穿过打点计时器的限位孔 , 用竖直提起的纸带使重锤靠在打点计时器附近 . 3 . 先接通电源 , 再放开纸带 , 让重锤自由下落 . 4 . 换上新纸带 , 重复实验几次 ,得到几条打好的纸带 . 5 . 选择点迹清晰 , 且第一、二两点间距离接近 2m m 的纸带 , 起始点标 O ,依次确定几个计数点 1 、 2 、 3 、 . 6 . 用刻度尺测
3、量下落高度 , 计算各计数点对应的重锤的瞬时速度 . 7 . 计算各计数点对应的势能减少量 22, 进行比较 . 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 基础自主梳理五、注意 事项 1 . 实验中打点计时器的安装 , 两纸带限位孔必须在同一竖直线上 , 以减小摩擦阻力 . 2 . 实验时 , 必须先接通电源 , 让打点计时器正常工作后再松开纸带 , 使重锤下落 . 3 . 打点计时器必须接 50H z 的低压交流电源 . 4 . 手提纸带上端时 ,注意不要晃动 , 可使手臂靠在某处 , 保证重锤下落的初速度为零 ,并且纸带上打出的第一个点是清晰的一个小点 . 5 . 为减小测量 h 值的相对
4、误差 ,选取的各个计数点要离起始点远些 约 4 0c m 即可 . 6 . 本实验也可研究纸带上的第 4 点和后面的某点 n 之间机械能是否守恒 . 这时需验证 mg =12 212 42. 这样做 ,可以避开第一点 ,至于第一点的点迹是否清晰 ,第 1 、 2 两点间的距离是否接近 2m m 便无关紧要了 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 基础自主梳理六、误差分析 1 . 本实验的误差主要来源于纸带数据的处理 , 及点与点测量的读数上的误差和各种阻力产生的误差 . 必须先接通电源后放开纸带 . 2 . 实验上重锤和纸带下落过程中要克服阻力做功 , 所以动能的增加量要小于势能的减少量
5、. 3 . 在验证机械能守恒定律时 , 如果以12 h 为横轴 ,根据 实验数据绘出的12线应是过原点的直线 ,12线的斜率等于 g 的数值 , 才能验证机械能守恒定律 . 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 利用电火花计时器做如下实验 . 甲同学使用如图 1 所示的装置来验证 “ 机械能守恒定律 ”. 图 1 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 ( 1 ) 下面是操作步骤 : a. 按图 1 安装器材 ; b. 松开铁夹 ,使重锤带动纸带下落 ; c. 接通电火花计时器电源 , 使计时器开始工作 ; d. 进行数据处理 ; e. 根据需要 ,在纸带上测
6、量数据 . 把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列 . 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 ( 2 ) 电火花计时器接在频率为 50H z 的交流电源上 , 图 2 为实验中打出的一条纸带 ,从起始点 O 开始 , 将此后连续打出的 7 个点依次标为 A 、 B 、 C 、 D 、 , 图 2 电火花计时器打 F 点时 , 重锤下落的速度为 m / s . ( 保留到小数点后两位 ) ( 3 ) 如果已知重锤的质量为 0 . 50当地的重力加速度为 9 . 80 m /从打 O 点到打 F 点的过程中 , 重锤重力势能的减少量为 J ,重锤动能的增加量为 J . ( 保留到小
7、数点后两位 ) 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 思维导引 本实验的原理是什么 , 要测哪些物理量 ? 主要的实验步骤有哪些 ? 运用 2 实验操作上有什么要求 ? 如何 计算 如何计算纸带上某点的速度 ? 解析 : ( 1 ) 正确的操作步骤为 a 、 c 、 b 、 e 、 d ; ( 2 ) F 点的速度 2 = 1 . 15m / s ; ( 3 ) O 点到打 F 点的过程中 , 重锤重力势能的减少量 0 . 3 5J , 重锤动能的增加量120 . 3 3J . 答案 : ( 1 ) a c be d ( 2 ) 1 . 15 ( 1 . 14 1 . 16
8、) ( 3 ) 0 . 35 ( 0 . 34 0 . 36 ) 0 . 33 ( 0 . 32 0 . 34 ) 感悟提升 : 实验原理是操作和数据处理的理论基础和灵魂 . 纸带处理时重力势能的减少量中的 g 通常取 9 . 8m / 而 不能取 10 m /求动能必须用瞬时速度 ; 应用图象研究时 , 必须推导出对应的函数图象 . 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 1. 在 “ 验证机械能守恒定律 ” 的实验中 ， 打点计时器所用电源频率为 50 当地重力加速度的值为 9 m / 测得所用重物的质量为 1 甲 、 乙 、丙三位学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带
9、上第 1 、 2 两点间的距离分别为 0 0 0 可见其中肯定有一个学生在操作上有错误 .( 1 )错误操作是 .( 2 )若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点 A 、 B 、 C 到第一个点 O 的距离如图所示 (相邻计数点时间间隔为 0 s) ， 那么 (结果均保留两位有效数学 ) 纸带的 端与重物相连 . 打点计时器打下计数点 B 时，重物的速度 . 在从起点 O 到打下计数点 B 的过程中重物重力势能的减少量是 E p ，此过程中重物动能的增加量是 E k . 通过计算，数值上 E p E k (填 “ ”“ ” 或 “ 这是因为实验中存在着阻力；通过实验分析可知，在实验误
10、差允许范围内，重物的机械能守恒 ( 1 )先放开纸带后接通电源 ( 2 ) 左 0 m / s 0 J 0 J 实验中存在着阻力 在实验误差允许范围内 ， 重物的机械能守恒基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 现要通过实验验证机械能守恒定律 水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨 ,导轨上 A 点处有一带长方形遮光片的滑块 ,其总质量为 M ,左端由跨过轻质光滑定 滑轮的细绳与一质量为 m 的砝码相连 ; 遮光片两条长边与导轨垂直 ; 导轨上 B 点有一光电门 ,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间 t ,用 d 表示 A 点到导轨底端 C 点的距离 , h 表示 A 与 C 的高度
11、差 , b 表示遮光片的宽度 , s 表示 A 、 B 两点间的距离 , 将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过 B 点时的瞬时速度 .用 g 表示重力加速度 . 完成下列填空和作图 : 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 ( 1 ) 若将滑块自 A 点由静止释放 , 则在滑块从 A 运动至 B 的过程中 ,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减少量可表示为 , 动能的增加量可表示为 12与 s 的关系式为12= . ( 2 ) 多次改变光电门的位置 ,每次均令滑块自同一点 ( A 点 ) 下滑 , 测量相应的 s与 t 值 ,结果如下表所示 : 位置 1 2 3 4
12、5 s/ m 0 . 60 0 0 . 80 0 1 . 00 0 1 . 20 0 1 . 40 0 t/ 8 . 22 7 . 17 6 . 44 5 . 85 5 . 43 1( 104) 1 . 48 1 . 95 2 . 41 2 . 92 3 . 39 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 以 s 为横坐标 ,12为纵坐标 ,在图的坐标纸中描出第 1 和第 5 个数据点 ; 根据 5个 数据点作直线 , 求得该直线的斜率 k= 104( 保留三位有效数字 ) . 由测得的 h 、 d 、 b 、 M 和 m 数值可以计算出12s 直线的斜率 将 k 和 若其差值在
13、实验允许的范围内 ,则可认为此实验验证了机械能守恒定律 . 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 思维导引 本实验的原理是什么 , 要测哪些物理量 ? 能推导 1 2关于 s 的数学表达式吗 ? 1 2关于 s 数学表达式是什么 ? 1 2s 图线的斜率 k 是多少 ? 如何通过图象来验证机械能守恒 ? 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 解析 : ( 1 ) 滑块的重力势能减少了 s , 砝码的重力势能增加 s , 故系统的重力势能的减少量为 s - s= ( - m ) 滑块通过 B 点时的瞬时速度v=, 系统动能的增加量为12( M +m ) 2( M +m )22. 若在运动过程中机械能守恒 , 则有 ( - m ) 12( M +m )22, 则12=2 ( - m ) g( + ) 2s. ( 2 ) 第 1 和第 5 个数据点及所作直 线见下图 . 直线的斜率约为 k= 2 . 36 104 . 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 答案 : ( 1 )( - m ) 12( M +m )22 2 ( - m ) g( + ) 2s ( 2 ) 作图见解析 2 . 36 ( 2 . 32 2 . 40 均正确 ) 感悟提升 : 每年高考理综卷中的实验题常考常新 , 源于教
