高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 實(shí)驗(yàn)6 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課件.ppt

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實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,,[例1] (2016浙江溫州十校聯(lián)合體聯(lián)考)某同學(xué)安裝如圖1甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。如圖乙所示是該實(shí)驗(yàn)得到的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，現(xiàn)要取A、B兩點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，已知電火花計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)。,熱點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)處理,請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓是________V。 (2)根據(jù)紙帶可以判斷，實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶的________(填“左”或“右”)端和重物相連接。 (3)若x2＝4.80 cm，則在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)的速度vB＝________m/s(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 (4)若x1數(shù)據(jù)也已測(cè)出，則要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)還需測(cè)出的物理量為_(kāi)_______。,(5)經(jīng)過(guò)測(cè)量計(jì)算后，某同學(xué)畫(huà)出了如圖2所示的E－h(huán)圖線，h為重物距地面的高度，則圖2中表示動(dòng)能隨高度變化的曲線為_(kāi)_______(填“圖線A”或“圖線B”)。,(4)若x1數(shù)據(jù)已測(cè)出，則可求出在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)A時(shí)的速度，進(jìn)而可求出A、B兩點(diǎn)動(dòng)能的變化量，要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，則還要求出重力勢(shì)能的變化量，所以還要測(cè)出A、B之間的距離hAB。 (5)因重物在下落過(guò)程中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以高度越來(lái)越小，速度越來(lái)越大，動(dòng)能越來(lái)越大，故圖2中表示動(dòng)能隨高度變化的曲線為圖線B。 答案 (1)220 (2)左 (3)1.20 (4)A、B之間的距離或hAB (5)圖線B,[變式訓(xùn)練] 1．在進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：,(1)兩實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別采用了如圖3甲和乙所示的裝置，采用兩種不同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ①在圖甲中，下落物體應(yīng)選擇密度________(選填“大”或“小”)的重物；在圖乙中，兩個(gè)重物的質(zhì)量關(guān)系是m1________m2(選填“＞”、“＝”、“＜”)； ②采用圖乙的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有交流電源，刻度尺和________； ③比較兩種實(shí)驗(yàn)方案，你認(rèn)為圖________(選填“甲”或“乙”)所示實(shí)驗(yàn)方案更合理，理由是______________。,(2)有一同學(xué)采用了圖甲所示的方案，選出一條紙帶如圖4所示，其中O點(diǎn)為起始點(diǎn)，A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以50 Hz交流電，在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B之間、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn)，重物的質(zhì)量為0.5 kg，g取9．8 m/s2。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，打B點(diǎn)時(shí)重物的重力勢(shì)能比開(kāi)始下落時(shí)減少了____ J，這時(shí)它的動(dòng)能是____ J，根據(jù)上面這兩個(gè)數(shù)據(jù)你能得到的結(jié)論是：____________。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),解析 (1)①在甲圖中為了減小空氣阻力的影響，選擇體積小、密度大的重物；在圖乙中，m2在m1的拉力作用下向上運(yùn)動(dòng)，所以m1＞m2。②兩重物質(zhì)量不等，分析系統(tǒng)損失的重力勢(shì)能是否近似等于增加的動(dòng)能時(shí)，兩邊質(zhì)量不能約去，故需要天平測(cè)量?jī)芍匚锏馁|(zhì)量。③題圖乙中所示實(shí)驗(yàn)還受到細(xì)線與滑輪的阻力的影響，機(jī)械能損失較大，故題圖甲所示實(shí)驗(yàn)方案較為合理。,1．實(shí)驗(yàn)器材、裝置的改進(jìn) 3．實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn) 利用自由落體運(yùn)動(dòng)的閃光照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。,熱點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新,[例2] 利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖5所示：,(1)實(shí)驗(yàn)步驟。 ①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平。 ②用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度l＝9.30 mm。 ③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離x＝_____cm。 ④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動(dòng)時(shí)，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過(guò)光電門2。 ⑤從數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖中未畫(huà)出)上分別讀出擋光條通過(guò)光電門1和光電門2所用的時(shí)間Δt1和Δt2。 ⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m。,(2)用表示直接測(cè)量量的字母寫出下列所求物理量的表達(dá)式 ①滑塊通過(guò)光電門1和光電門2時(shí)瞬時(shí)速度分別為v1＝________和v2＝________。 ②當(dāng)滑塊通過(guò)光電門1和光電門2時(shí)，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動(dòng)能分別為Ek1＝________和Ek2＝________。 ③在滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過(guò)程中，系統(tǒng)勢(shì)能的減少ΔEp＝________(重力加速度為g)。 (3)如果ΔEp＝______，則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。,[變式訓(xùn)練] 2．(2016河北邯鄲模擬)圖6為驗(yàn)證小球做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒的裝置圖。圖中O點(diǎn)為釋放小球的初始位置，A、B、C、D各點(diǎn)為固定速度傳感器的位置，A、B、C、D、O各點(diǎn)在同一豎直線上。,(1)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則要完成實(shí)驗(yàn)，還需要測(cè)量的物理量是________； A．小球的質(zhì)量m B．小球下落到每一個(gè)速度傳感器時(shí)的速度 C．各速度傳感器與O點(diǎn)之間的豎直距離h D．小球自初始位置至下落到每一個(gè)速度傳感器時(shí)所用的時(shí)間t (2)作出v2－h(huán)圖像，由圖像算出其斜率k，當(dāng)k＝________時(shí)，可以認(rèn)為小球在下落過(guò)程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒； (3)寫出對(duì)減小本實(shí)驗(yàn)誤差有益的一條建議：________。,