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《浙江专用2021高考物理二轮复习实验六验证机械能守恒定律课件202103252116.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验六 验证机械能守恒定律实验必备·自主回顾【实验过程】一、实验步骤1.安装置:按图示将调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上,接好电路。实验解读·明辨方向2.打纸带:将纸带的一端用夹子固定在重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。先接通电源,后松开纸带,让重物带着纸带自由下落,更换纸带重复做3～5次实验。3.选纸带:在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带,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……二、数据处理
2、方法一:利用起始点和第n点计算。代入mghn和,如果在实验误差允许的条件下mghn和相等,则验证了机械能守恒定律。方法二:任取两点计算。(1)任取两点A、B测出hAB,算出mghAB。(2)算出的值。(3)在实验误差允许的条件下,若mghAB=成立,则验证了机械能守恒定律。方法三:采用图象法。从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点的下落高度h,并计算各点速度的平方v2,然后以v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出v2-h图线。若在误差允许的范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律
3、。【误差分析】【注意事项】1.安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直线上以减小摩擦阻力。2.重物应选用质量和密度较大、体积较小的物体以减小空气阻力的影响。3.纸带长度选用60cm左右为宜,应选用点迹清晰的纸带进行测量。4.速度不能用vn=gtn计算,因为只要认为加速度为g,机械能当然守恒,即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律。况且用vn=gtn计算出的速度比实际值大,会得出机械能增加的结论,而因为摩擦阻力的影响,机械能应该减小,所以速度应从纸带上直接测量计算。同样的道理,重物下落的高度h,
4、也只能用毫米刻度尺直接测量,而不能用hn=或hn=gt2计算得到。5.本实验不必称出重物质量。热点1对实验原理的考查【典例1】利用如图甲所示的装置进行“验证机械能守恒定律”的实验:典例研析·热点突破(1)需要测量由静止开始到某点的瞬时速度v与下落高度h。某同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案:A.用刻度尺测出重物下落的高度h,并通过计算出瞬时速度vB.用刻度尺测出重物下落的高度h,用秒表测出下落时间t,并通过v=gt计算出瞬时速度vC.用刻度尺测出重物下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带某点的
5、瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,计算出瞬时速度vD.根据做匀变速直线运动时纸带某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,计算出瞬时速度v,并通过计算出高度h以上方案中正确的是____________。(2)实验中,测得所用重物的质量为1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带(如图乙所示),把第一个点记作O,另选连续的五个点A、B、C、D、E作为测量的点,经测量知道A、B、C、D、E各点到O点的距离分别为3.14cm、4.90cm、7.05cm、9.59cm、12.48cm。已知电磁打点计时
6、器所用的电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.80m/s2。(计算结果取三位有效数字)①根据以上数据,打点计时器打下D点时,重物下落的速度vD=__________m/s。②根据以上数据,可知重物由O点运动到D点,重力势能的减少量等于__________J。③若同学丙在测量数据时不慎将上述纸带从OA之间扯断,她仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的?__________(选填“能”或“不能”)。④若同学丁在实验中打出的纸带第一、二点间的距离为0.32cm,那么原因是________
7、________。【解析】(1)实验中应用刻度尺测出重物下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,计算出瞬时速度v,故C正确,A、B、D错误。(2)①打点计时器打下D点时,重物下落的速度②重物由O点运动到D点,重力势能的减少量等于mghD=1.00×9.80×9.59×10-2J≈0.940J。③如果从B到D机械能守恒,则所以仅利用A点之后的纸带能验证机械能守恒定律。④纸带第一、二点间的距离为0.32cm,大于0.2cm,原因是先释放纸带,后接通电源打点。答案:
8、(1)C(2)①1.36②0.940③能 ④先释放纸带,后接通电源打点热点2对实验数据处理和误差分析的考查【典例2】如图1所示为用电火花打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。(1)打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.8m/s2,重物质量为0.2kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图2所示,打P点时,重物的速度为零,A、B、C为另外3个连续点,根据图中的数据,可知重物由P点运动到B点,重力势能
