高考物理总复习 第5章 6讲 实验 验证机械能守恒定律课件 新人教版

(2)应先打开电源让打点计时器开始打点， 再放开纸带让重锤下落．
(3)选取纸带的原则是：
①点迹清晰．
②所打点呈一条直线．
③第1、2点间距离接近2mm.
(4)测量高度h时，应从起始点算起．为减小 h的相对误差，选取的计数点要离起始点远 些，纸带也不宜过长，有效长度可在 60cm～80cm.
的点，如图所示，相邻计数点的时间间隔为 0.04s，P为纸带运动的起点，从P点到打下 B点过程中物体重力势能的减少ΔEp＝ __________J，在此过程中物体动能的增加 量ΔEp＝__________J．(已知当地的重力 加速度g＝9.80m/s2，答案保留三位有效数 字)
用v表示各计数点的速度，h表示各计数点 到P点的距离，以为纵轴，以h为横轴，根 据实验数据绘出－h的图线，若图线的斜率 等于某个物理量的数值时，说明重物下落过
应用公式vn＝(dn＋1－dn－1)/(2T)计算各点对 应的瞬时速度v1、v2、v3….
●深化拓展
1．在做该实验时有哪些注意事项？
(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， 采取的措施有：
①铁架台应竖直安装，可使纸带所受阻力减 小．
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少，增大密度可以减 小体积，可使空气阻力减小．
●自主学习
一、实验原理
当物体自由下落时，只有重力 做功，物 体的重力势能和动能互相转化，机械能守 恒．若某一时刻物体下落的瞬时速度为v， 下落高度为h，借助打点计时器，测出重 物 度m某v，g时h 算刻出m的v2下/2 落和高度h和该，时若刻m的g瞬h＝时速 mv2/2，即可验证机械能守恒．
●针对训练
1．在“验证机械能守恒定律”的实验中， 需特别注意的有

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
________。 AB
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
第十五页，共28页。
（2）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利
3．能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论，能定性地分析产生误差的原因。
（2）根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以 题1［2017·天津卷］如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
通过本实验，我们可以得到的结论是：
v2
为纵轴，以h为横轴，画出的图线应是图中的（ C ） 题1［2017·天津卷］如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
（1）所用重物质量m=1.0 kg，打点计时器所用电源频率为
50 Hz，打下的纸带如图所示（图中的数据为从起始点O到
（2）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是
。
该点的距离），则在打B点时，重物的速度 = 0.79 m/s， 2．熟悉瞬时速度的测量方法。
vB
重物的动能 = 0.31 J，从开始下落到打B点时，重物 E 2、安装打点计时器时，应注意什么问题？
实验：验证机械能守恒定律
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学习目标 1．验证机械能守恒定律。 2．熟悉瞬时速度的测量方法。 3．能正确进行实验操作，分析实验数据得出结
论，能定性地分析产生误差的原因。
第二页，共28页。
复习回顾 1、什么叫机械能守恒？ 2、机械能守恒的条件是什么？ 3、自由落体运动的物体，机械能守恒吗？ 质量为m的物体从0点自由下落，以地面为零参考 面，经过A、B两点的速度分别为VA，和VB。A、B两 点距地面的高度分别为hA、hB。 4、如何推导机械能守恒的表达式？

证了机械能守恒定律。
第五章
实验6:验证机械能守恒定律
7-7-
一二三四五六
四、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(如空气阻力、 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。
解析 答案
第五章
实验6:验证机械能守恒定律 1234
-21-
2.在验证机械能守恒定律的实验中,使质量为 m=200 g 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。已知 打点计时器每隔 T=0.02 s 打一个点,当地的重力加速度为 g=9.8 m/s2,那么
离大于 2 mm,这是由于打点计时器打第 1 个点时重物的初速度不为零造成
的(如先释放纸带后接通电源等错误操作会造成此种结果)。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)用12
mvB 2
−
1 2
mvA
2=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以选用。
第五章
实验6:验证机械能守恒定律来自5-5-一二三四五六
三、数据处理
方法一:利用起始点和第 n 点计算
代入
mghn
和1
2
mvn
2
,如果在实验误差允许的条件下,mghn
和1
2
mvn

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实验步骤
①用天平测量重物的质量 ②按照如图所示装置安装打点计时器 ③将纸带穿过计时器，下端与重物相连 ④接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带 ⑤及时切断电源，取下纸带，标上纸带号 ⑥更换纸带，重复以上步骤 ⑦整理器材，使器材复位
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实验操作
1、选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？ 我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应 采用密度较大的重物。
速度vD，测出重物下落的高度为hBD，则还应计算
与 ghBD 大小是否相等（填
字母表达式）。
甲
乙
（3）但该同学在上述实验过程中存在明显的问题。安装实验装置时存在的问题 是：重物会落在桌面上；研究纸带时存在的问题是： B、D两点时间间隔过短 。
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（2）下面列举了该实验的几个操作步骤（示意图如图1所示）：
A.按照图示的装置安装器件；
B.将打点计时器接到电源的交流输出端上；
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