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高考物理 一轮复习 实验六 验证机械能守恒定律课件

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高考物理一轮复习课件实验课验证机械能守恒定律

高考物理一轮复习课件实验课验证机械能守恒定律

04
拓展应用与思考题
拓展应用场景举例
蹦极运动
在蹦极运动中，人体从高空跳下，重力势能转化为动能和弹性势能。当人体达到最低点时 ，动能和弹性势能最大，重力势能最小。通过测量人体跳下前后的高度、速度和弹性绳的 形变程度，可以验证机械能守恒定律。
摆锤实验
将摆锤拉至一定高度释放，摆锤在摆动过程中，重力势能和动能相互转化。通过测量摆锤 摆动前后的高度、速度和摆动周期，可以验证机械能守恒定律。
掌握实验方法和技巧，提高实验操作能力。
培养观察、分析和解决问题的能力，提升物理学科素养 。
机械能守恒定律原理
机械能守恒定律
在只有重力或弹力做功的物体系 统内，动能与势能可以互相转化 ，而总的机械能保持不变。
机械能守恒的条件
物体只受重力或弹力作用，或者 其他力不做功，只有重力或弹力 做功。
机械能守恒的表达式
提高实验精度的措施
多次测量求平均值
通过多次重复实验并取平均值，可以 降低随机误差对实验结果的影响。
数据分析与处理
实验装置的改进与优化
对实验装置进行改进和优化设计，如 采用更稳定的支撑结构、更精确的传 感器等，以提高实验的精度和可靠性 。
采用适当的数学方法，如最小二乘法 等，对实验数据进行拟合和处理，以 减小误差。
4. 切断电源，取下纸带，用 毫米刻度尺测量计数点间的
距离。
03
5. 根据测量的数据计算重锤 下落的加速度和机械能的变 化情况，录
操作注意事项
实验前的准备 确保实验器材完好，包括光电门、滑轮、细线、重物等。
调整光电门位置，使其能够准确测量重物通过的时间。
操作注意事项
实验原理
通过自由落体运动或抛体运动，测量物 体在不同高度的速度和位置，计算动能 和势能的变化，验证机械能是否守恒。

2021年高考一轮复习实验六验证机械能守恒定律PPT教学课件

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No Image
（教学提纲）2021年高考一轮复习实 验六验 证机械 能守恒 定律获 奖课件 （免费 下载）
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1.因纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点 计时器阻力)做功,故动能的增加量ΔEk稍小于重力势能的减小 量ΔEp,即ΔEk<ΔEp属于系统误差.改进的方法是调整器材的安 装,尽可能地减小阻力.
间的距离是否小于或接近2mm就无关紧要了.
（教学提纲）2021年高考一轮复习实 验六验 证机械 能守恒 定律获 奖课件 （免费 下载）
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在误差允许的范围内,自由落体运动过程中机械能 守恒.
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(1)比较这两种方案, 甲 (填“甲”或“乙”)方案好些.
(2)该同学开始实验时情形如图丙所示,接通电源释放纸带.请指
出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方:
① 打点计时器接了直流电源
;
② 重物离打点计时器太远
.
(3)该实验中得到一条纸带,且测得每两个计数点间的距离如图
丁所示.已知相邻两个计数点之间的时间间隔T=0.1 s.则物体运动
和1m 2相等,则验证了机械能守恒定律.
2
方案二:任取两点计算
(1)任取两点 A、B,测出 hAB,算出 mghAB.
(2)算出1m 2- 1m 2的值.
2
2
(3)在实验误差允许的范围内,若 mghAB=
1m
2
2- 1m
2
2,
则验证了机械能守恒定律.
方案三: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

最新届高三物理一轮复习实验六验证机械能守恒定律课件资料教学讲义PPT

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2.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每 隔 0.05 s 闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时 刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8 m/s2,小球质量m=0.2 kg,结果保留 三位有效数字):
时刻
t2
t3
t4
t5
速度(m/s) 5.59
5.08
2. 答案 (1)4.08 (2)1.42 1.46 (3)< 存在空气阻力
解析
(1)v5=
19.14 21.66
0c.m05/s=2408
cm/s=4.08
m/;24.16+21.66)cm=72.5 cm=0.725 m ΔEp=mgh25=0.2×9.8×0.725 J=1.42 J
解析 (1)由题意知重物由O点运动至C点,下落的高度为hC=77.76 cm=0.7 77 6 m,所以重力势能的减少量为ΔEp=mghC=1.00×9.80×0.777 6 J=7.62 J。 重物经过C点时的速度
vC= B D = O D= O Bm/s0=.835.8793m/0s.7018
2T
(1)根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于
J,动能的增加量等于
J(取三位有效数字)。
(2)根据以上数据,可知重物下落时的实际加速度a=
m/s2,a
g(填“大于”或“小于”),原因是 。
3. 答案 (1)7.62 7.57 (2)9.75 小于 重物受空气阻力,纸带受打点计 时器的阻力
2
mv n2 =mghn验证时,应选点迹清晰,且第1、2两点间距离接近2 mm的
器工作稳定后,再松开纸带。 4.测量下落高度时,为了减小测量值h的相对误差,选取的各个计数点要离 起始点远一些,纸带也不易过长,有效长度可以在60~80 cm之间。

高考物理一轮复习第五章机械能实验6验证机械能守恒定律课件

高考物理一轮复习第五章机械能实验6验证机械能守恒定律课件
3.选纸带:分两种情况说明
1
(1)用 2 =mghn 验证时,应选点迹清晰,且 1、2 两点间距离小
2
于或接近 2 mm 的纸带。
1
1
2
2
(2)用

−

=mgΔh 验证时,纸带上打出的第 1、2 两点


12/9/2021
2
2
间的距离是否为 2 mm 均可。
第三页，共三十八页。
-4-
五、数据处理及验证(yànzhèng)方案
12/9/2021
第十四页，共三十八页。
-14-
关键能力
考点(kǎo
考点(kǎo
diǎn)一
diǎn)二
典例❷利用(lìyòng)气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示。
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第十五页，共三十八页。
-15-
关键能力
考点(kǎo
diǎn)一
-16-
考点(kǎo
diǎn)二
(1)实验步骤。
小,BD段长度可求得C点的速度大小,EG段长度可求得F点的速度大小,但无法求
得各已知速度的点间的距离大小,无法求得其重力势能的变化量,故D项错误,故
选B、C。
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第十一页，共三十八页。
关键能力
考点(kǎo
diǎn)一
考点(kǎo
diǎn)二
思维点拨根据实验原理,结合实验中的注意事项后分析解答;
变化量,再根据OC段距离即可求得C点处对应的重力势能变化量,验证机械能守恒,
故B项正确;C项,根据已知BD段长度可求得C点的速度大小,已知EG长度(chángdù)
可求得F点速度大小,进而求得C点到F点的动能变化,又因为已知CF的长度大小,

第五章 第6讲 实验：验证机械能守恒定律—2021届(新课标版)高考物理一轮复习课件(共44张PPT)

第五章 第6讲 实验：验证机械能守恒定律—2021届(新课标版)高考物理一轮复习课件(共44张PPT)
【答案】 AE
“验证机械能守恒定律”的实验装置可以采用图所示的甲 或乙方案来进行。
(1)比较这两种方案，________(填“甲”或“乙”)方案好些。 (2)该同学开始实验时情形如图丙所示，接通电源释放纸带。请指出 该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方： ①__________________；②__________________。 (3)该实验中得到一条纸带，且测得每两个计数点间的距离如图丁中 所示。已知相邻两个计数点之间的时间间隔 T＝0.1 s，则重物运动的加 速度 a＝________；该纸带是采用________(填“甲”或“乙”)实验方案 得到的。
(2)用21mv2B－21mv2A＝mgΔh 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸 带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第 1、2 两点间的距离 是否等于 2 mm 就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用。
五、数据处理 1．测量计算 在起始点标上 0，在以后各点依次标上 1、2、3……用刻度尺测出对 应下落高度 h1、h2、h3……利用公式 vn＝hn＋12－Thn－1计算出点 1、点 2、点 3……的瞬时速度 v1、v2、v3…
七、误差分析 1．本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻 力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量ΔEk 稍小于重力势能的减 少量ΔEp，即 ΔEk<ΔEp，这属于系统误差。改进的办法是调整器材的 安装，尽可能地减少阻力。 2．本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差。减小误 差的办法是测下落距离时都从 0 点量起，一次将各打点对应的下落高 度测量完，或者采用多次测量取平均值来减小误差。
【解析】 在“验证机械能守恒定律”的实验中，需验证重力势 能减少量 mgh 和动能增加量12mv2 之间的大小关系，若机械能守恒， 则有 mgh＝12mv2 成立，两边都有质量，可约去，即验证 gh＝21v2 成立 即可，故无须测质量，A 选项多余，计算速度时，用的是纸带上的记 录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔，无需用秒表测量，因此 E 选项也多余。

高考物理一轮复习第五单元机械能实验六验证机械能守恒定律课件鲁科版

高考物理一轮复习第五单元机械能实验六验证机械能守恒定律课件鲁科版
A．OA、AD 和 EG 的长度 B．OC、BC 和 CD 的长度 C．BD、CF 和 EG 的长度 D．AC、BD 和 EG 的长度
【解析】 (1)利用此装置验证机械能守恒定律，根据实验原理可 判断出 A、B 能减小下落过程中空气阻力和摩擦力，能有效减小实验 误差，A、B 正确；机械能守恒定律表达式中，重物的质量可以约去， 精确测量质量不能减小误差，C 错误；用手托住重物，撤手后最初一 段时间，重物所做运动并不一定是自由落体运动，该操作增大误差， D 错误．
复习课件
高考物理一轮复习第五单元机械能实验六验证机械能守恒定律课件鲁科版
2021/4/17
高考物理一轮复习第五单元机械能实验六验证机械能守恒 定律课件鲁科版
实验六 验证机械能守恒定律
[实验目的] 1．掌握验证机械能守恒定律的方法． 2．会用计算法或图象法处理实验数据． [实验原理] 1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互 相转化，但总的机械能保持不变．某物体某时刻瞬时速度为 v，下落高 度为 h，则重力势能的减少量为 mgh，动能的增加量为12mv2，看它们 在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律．
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 0，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…
结束 语 同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成
功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没 有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念，

高考物理一轮复习实验六验证机械能守恒定律课件新人教版


3．某同学利用倾斜气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实 验，实验装置如图 1 所示．其主要实验步骤如下：
A．用游标卡尺测量挡光条的宽度 l，结果如图 2 所示． B．读出导轨标尺的总长 L0，并用直尺测出导轨标尺在竖起方 向的高度 H0. C．读出滑块释放处挡光条与光电门中心之间的距离 s. D．由静止释放滑块，从数字计时器(图 1 中未画出)上读出挡 光条通过光电门所用的时间 t.
(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图 2 所示的一条纸
带．在纸带上选取三个连续打出的点 A、B、C，测得它们到起始点
O 的距离分别为 hA、hB、hC. 已知当地重力加速度为 g，打点计时器打点的周期为 T.设重物
的质量为 m.从打 O 点到打 B ΔEp＝__－__m_g_h_B_，动能变化量
(3)该小组的同学测出了两光电门之间的距离为 H，重力加速度 用 g 表示，若小球的机械能守恒，则需要验证的关系式为 __2_g_H_＝___Δ_dt_2_2_－__Δ_d_t1_2___．(结果用所测量的物理量表示)．
解析：(1)用螺旋测微器测出的小球直径为 d＝3.5 mm＋0.01 mm×30.0＝3.800 mm＝0.380 0 cm .
A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．两限位孔在同一竖直面内上下对正 C．精确测量出重物的质量 D．用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物
(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到 50 Hz 的交流电 源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有 部分未画出，如图所示，纸带上各点是打点计时器打出的计时点， 其中 O 点为纸带上打出的第一个点．重物下落高度应从纸带上计时 点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律 的选项有___B__C___．

高考物理一轮总复习实验6验证机械能守恒定律课件

第三页，共39页。
• 3．实验(shíyàn)步骤 • (1)安装器材：将打点计时器固定在铁架台
上，用导线将打点计时器与低压电源相连． • (2)纸带打点 • 用手竖直提起纸带，使重物停靠在打点计时
器下方附近，先接通电源，再松开纸带，让 重物自由下落，打点计时器就在纸带上打出 一系列的点，取下纸带，换上新的纸带重打 几条(3～5条)纸带．
(3)
若
某
同
学
作
出
1 2
v2
－
h
图象如图乙所示，则当地的重力加速度
g＝
________m/s2.
【答案】(1)2.4 (2)0.58 0.60 (3)9.7
第二十五页，共39页。
【解析】(1)v5＝21.60＋02.16×.402×10－2 m/s＝2.4 m/s. (2)ΔEk＝12(m1＋m2)v25－0≈0.58 J ΔEp＝m2gh5－m1gh5＝0.60 J. (3)由(m2－m1)gh＝12(m1＋m2)v2 知v22＝mm2－1＋mm12gh 即图线的斜率 k＝mm21－＋mm12g＝51..8220 解得 g＝9.7 m/s2.
第十二页，共39页。
• (2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值．如图所 示，根据打出的纸带，选取(xuǎnqǔ)纸带上连续的五个点A，B， C，D，E，测出A距起始点O的距离为s0，点A，C间的距离为s1， 点C，E间的距离为s2，使用交流电的频率为f，根据这些条件计 算重锤下落的加速度a＝________________.
守恒定律．由上述计算得ΔEp________ΔEk(填“>”“<”或“＝”)，造 成这种结果的主要原因是 ____________________________________________________________ __． • 【答案】(1)3.48 (2)1.24 1.28 (3)< 存在空气阻力
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5．速度不能用 vn＝gtn 或 vn＝ 2ghn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 得出机械能增加的错误结论，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，也只能用刻度尺直接测量，而不能用 hn ＝12gt2n或 hn＝v2g2n计算得到．
点的下落高度 h，并计算各点速度的平方 v2，然后以12v2 为纵
轴，以 h 为横轴，根据实验数据绘出12v2－h 图线．若在误差
允许的范围内图象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．
误差分析 1．本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气 阻力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量ΔEk稍小于重 力势能的减少量ΔEp，即ΔEk<ΔEp，这属于系统误差．改进的 办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力． 2．本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差．减 小误差的办法是测下落距离时都从O点量起，一次将各打点对 应的下落高度测量完，或者多次测量取平均值． 注意事项 1．应尽可能控制实验条件，即应满足机械能守恒的条件，这 就要求尽量减小各种阻力的影响，采取的措施有： (1)安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直， 以减小摩擦阻力．
根据以上数据，可计算出打B点时的速度vB＝________m/s； 重物由O点运动到B点，重力势能减少了________J，动能增加 了________J．根据所测量的数据，还可以求出物体实际下落 的加速度为________m/s2，物体在从A到B下落的过程中所受 到的平均阻力为________N(计算结果都要保留3位有效数字)， 该阻力的来源主要有： (1)_____________________________________________； (2)_____________________________________________．
(2)用12mv2B－12mv2A＝mgΔh 验证时，由于重力势能的相对性， 处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第 1、 2 两点间的距离是否为 2 mm 就无关紧要了，所以只要后面的 点迹清晰就可选用．
数据处理 1．求瞬时速度 在第一个打点上标出 O，并从稍靠后的某一点开始，依次标出 1、2、3、4、…并量出各点到位置 O 的距离 h1、h2、h3、h4、…. 用公式 vn＝hn＋12－Thn－1计算出各点对应的瞬时速度 v1、v2、v3、 v4、…. 2．验证守恒
经典例题展示
考点1 数据处理及误差分析 例1 (2013·如皋统考)在用打点计时器验证机械能守恒定律 的实验中，质量m＝1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸 带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的 纸 带，O为第一个点(速度恰好为零)，每两个计数点之间还有四 个点未画出，选连续的3个计数点A、B、C作为测量的点，如 图所示,经测量知道A、B、C各点到O点的距离分别为 50.50 cm、86.00 cm、130.50 cm.已知打点计时器每隔0.02 s打 一次点，当地的重力加速度g＝9.80 m/s2
2．计算打第 n 个点速度的方法：测出第 n 个点与相邻前后点 间的距离 sn 和 sn＋1，由公式 vn＝sn＋2Tsn＋1或 vn＝hn＋12－Thn－1算 出，如图所示．
实验器材 铁架台(含铁夹)、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、导 线、毫米刻度尺、重物(带纸带夹)． 实验步骤 1．安装置：按图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁 架台上，接好电路．
拓展创新 物体下落过程中通过某一位置的速度可以用光电计时器测出 来，利用这种装置验证机械能守恒定律，能消除纸带与限位 孔的摩擦阻力带来的系统误差；也可以把电磁打点计时器更 换成电火花式计时器，以消除计时器的振针在打点时对纸带 产生的阻力；还可以把整个装置放在一个真空的环境中，以 消除由于空气阻力作用而带来的误差．
实验六 验证机械能守恒定律
本节目录
基
经
创
知
础
典
新
能
理
例
实
优
论
题
验
化
储
展
评
演

备
示
析
练
基础理论储备
实验目的 利用自由落体运动验证只有重力作用下的物体机械能守恒．
实验原理 1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动 能互相转化，但总的机械能保持不变．若物体某时刻瞬时速度 为 v，下落高度为 h，则重力势能的减少量为 mgh，动能的增 加量为12mv2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相 等则验证了机械能守恒定律．
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次～5次实验． 3．选纸带：分两种情况说明
(1)用12mv2n＝mghn 验证时，应选点迹清晰，且 1、2 两点间距 离小于或接近 2 mm 的纸带．若 1、2 两点间的距离大于 2 mm， 这是由于先释放纸带，后接通电源造成的．这样，第 1 个点就 不是运动的起始点了，这样的纸带不能选．
(2)应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相 对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小． 2．实验中，提纸带的手要保持不动，且保证纸带竖直．接通 电源后，打点计时器工作稳定后再松开纸带． 3．验证机械能守恒时，可以不测出物体质量，只要比较12v2n和 ghn 是否相等即可验证机械能是否守恒． 4．测量下落高度时，为了减小测量值 h 的相对误差，选取的 各个计数点要离起始点远一些，纸带也不易过长，有效长度可 在 60 cm～80 cm 之间．
法一：利用起始点和第 n 点计算．代入 ghn 和12v2n，如果在实
验误差允许的范围内，ghn＝12v2n，则说明机械能守恒定律是正
确的．
法二：任取两点计算 (1)任取两点 A、B 测出 hAB，算出 ghAB. (2)算出12v2B－12v2A的值． (3)如果在实验误差允许的范围内，ghAB＝12v2B－12v2A，则说明机 械能守恒定律是正确的． 法三：图象法．从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各