《南方新高考高考物理一轮总复习 专题五 实验六 验证机械能守恒定律课件 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《南方新高考高考物理一轮总复习 专题五 实验六 验证机械能守恒定律课件 新人教版（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验六验证机械能守恒定律实验准备实验原理重力势能动能在只有重力做功的自由落体运动中，物体的_和_互相转化，但总的机械能守恒，若物体某时刻速度为故只需借助打点计时器，通过纸带测出重物某时刻的_和该时刻的_，即可验证机械能是否守恒.下落高度 h瞬时速度 v实验器材铁架台(带铁夹)，打点计时器，重锤(带纸带夹子)，纸带几条，复写纸片，导线，刻度尺，学生电源.图 S6-1实验过程实验步骤打点计时器学生电源(1)按如图 S6-2 所示把打点计时器安装在铁架台上，用导线把_与_连接好.图 S6-2(2)把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器_，用手竖直提起纸带使重锤停靠在_附近.限位孔打点计
2、时器(3)先接通电源，后释放重锤并带着纸带自由下落.(4)重复几次，得到 35 条打好点的纸带.(5)在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条，在起点标上 O，以后各点依次标上 1、2、3、4用刻度尺测出对应下落高度 h1、h2、h3、h4(7)计算各点对应的重力势能的减少量_ 和动能增加量_，并进行比较.mghn实验结论做自由落体运动的物体机械能守恒或仅在重力作用下物体机械能守恒.【基础检测】1.实验时，发现重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的主要原因是()A.选用的重锤质量过大B.选用的重锤质量过小C.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力影响过大D.实验操作不细致，实验数
3、据测量不准确答案：C2.(多选)利用打点计时器所得的纸带如图 S6-3 所示，A、B、C是计数点，相邻计数点对应的时间间隔是 T，对应的距离依次是s1、s2、s3，下列计算打下D点时的瞬时速度表达式，正确的有()图 S6-3解析：在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，D 点既是CE 的中间时刻，也是BF 的中间时刻，故 A、D 选项正确.答案：AD考点1实验原理和操作重点归纳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，让打点计时器工作正常后再释放纸带，让重锤下落.3.打点计时器必须接低压交流电源.4.重锤的选
4、择应是质量较大，从而使重力远大于下落过程中所受的阻力，实现减小实验误差的目的.5.选用纸带时尽量挑选第 1、2 点间距离接近 2 mm 的纸带.6.测量下落高度时，都必须从起始点算起.只进行一次零刻度对齐，读出各点高度，减小测量的相对误差，选取的各个计数点要离起始点较远，但纸带也不宜过长，有效长度可在 6080 cm 内.质量.典例剖析例 1：关于“验证机械能守恒定律”的实验，下面列出一些实验步骤：A.用天平称出重物和夹子的质量B.将重物系在夹子上C.将纸带穿过打点计时器，上端用手提着，下端夹在系有重物的夹子上，再把纸带向上拉，让夹子静止在靠近打点计时器处D.把打点计时器接在学生电源的交流输出
5、端，把输出电压调至 6 V(电源暂不接通)E.把打点计时器用铁夹固定到放在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上F.在纸带上选取几个点，进行测量并记录数据G.用秒表测出重物下落的时间H.接通电源，待打点计时器工作稳定后释放纸带I.切断电源J.更换纸带，重新进行两次实验K.在三条纸带中选出较好的一条L.进行计算，得出结论，完成实验报告M.拆下导线，整理器材对于以上的实验步骤，不必要的有；则正确步骤的合理顺序是.(填写代表字母)思维点拨：熟悉实验的操作步骤及每一步操作的作用.可知，质量m可以约去，故可不用测量质量；打点计时器本来就是计时仪器，故不用秒表计时.答案：AG EDBCHIJKFLM备
6、考策略：高考中也经常出现对该实验的基本原理和步骤的考查，熟悉本实验的原理和操作步骤是解题的关键.这里要注意的是，实验中不能将物体下落的加速度当做本地重力加速度.【考点练透】1.(2016 年湖北龙泉中学、宜昌一中联考)如图 S6-4 所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为：带铁夹的铁架台、打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题.图 S6-4(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材是_.A.螺旋测微器B.秒表C.多用电表D.交流电源(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度 a 的数值.根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点 A、B、C、D、E，测出各点之间
7、的距离如图 S6-5 所示.使用交流电的频率为 f，则计算重锤下落的加速度的表达式 a_(用x1、x2、x3、x4及f表示).图 S6-5答案：(1)D2.(2015 年广西南宁模拟)用如图 S6-6 甲所示的装置“验证机械能守恒定律”.甲乙图S6-6(1)下列物理量需要测量的是_，通过计算得到的是_(两空均填写代号).A.重锤质量B.重力加速度C.重锤下落的高度D.与下落高度对应的重锤的瞬时速度(2)设重锤质量为 m、打点计时器的打点周期为 T、重力加速度为g.图乙是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点.根据测得的s1、s2、s3、s4写出重锤由B点到D点势能减少量的表达式_
8、 ，动能增加量的表达式_.解析：(1)实验中需要直接测量的是重锤下落的高度，通过计算得到的是与下落高度相对应的重锤的瞬时速度.(2)重锤重力势能的减少量为mg(s3s1)，纸带数据的处理和误差分析考点2重点归纳5.因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(如空气阻力、打点计时器摩擦力)做功，故动能的增加量Ek稍小于重力势能的减少量Ep，即EkEk说明有部分重力势能转变成了其他形式的能，是因为下落过程中存在摩擦阻力和空气阻力的影响.答案：(1)D(2)左0.98下落过程中存在摩擦阻力和空气阻力的影响【考点练透】3.(2015 年广东韶关十校联考)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为
9、m1.00 kg 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图 S6-8 所示.O 为第一个点，A、B、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔 0.02 s 打一个点，当地的重力加速度为 g9.80 m/s2，那么：图 S6-8在该实验中，下列各项描述正确的是_(多选题).A.必须选用第 1、2 两点相距约 2 mm 的纸带，才能完成该验证实验B.需要测量的数据是纸带上起点 O 到各个计数点的高度C.必须要测量重锤的质量D.必须测量重锤下落的时间E.需要把打点计时器两限位孔尽量调到同一竖直线上F.利用纸带测算出 O 点到各计数点重力势能
10、的减少，总是略大于测算出的动能的增加根据图上所得的数据，应取图中 O 点到_点来验证机械能守恒定律.从 O 点到问中所取的点，重物重力势能的减少量Ep_J，动能增加量Ek _J(结果取三位有效数字).若测出纸带上所有各点到 O 点之间的距离，根据纸带算轴画出的图象是下图中的_.DA答案：BEF BB1.88 1.84CA4.(2015 年山东邹城联考)“验证机械能守恒定律”的实验装置如图 S6-9 所示采用重物自由下落的方法：图 S6-9(1)已知打点计时器所用电源的频率为 50 Hz，当地的重力加速度 g9.80 m/s2，所用重物的质量为 200 g.实验中选取一条符合实验要求的纸带如图 S6-10 所示，O 为纸带下落的起始点，A、B、C 为纸带上选取的三个连续点.学；根据以上数据，可知重物由 O 点运动到 B 点时动能的增加量等于_J，重力势能减少量等于_J(计算结果均保留三位有效数字).图 S6-10(2)实验中，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的主要原因是_.答案：(1)乙0.3690.376(2)克服空气对重物和打点计时器对纸带的阻力做功
