實驗：驗證機(jī)械能守恒.ppt

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1、實驗：驗證機(jī)械能守恒定律●誤差分析1．減小測量誤差：一是測下落距離時都從0點量起，一次將各打點對應(yīng)下落高度測量完，二是多測幾次取平均值．2．誤差來源：由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，故動能的增加量ΔEk＝mv必定稍小于重力勢能的減少量ΔEp＝mghn，改進(jìn)辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力．●注意事項1．打點計時器要豎直：安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)以減少摩擦阻力．2．重物密度要大：重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料．3．一先一后：應(yīng)先接通電源，讓打點計時器正常工作，后松開紙帶讓重物下落．4．測長度，算速度：某時刻的瞬時速度的計算

2、應(yīng)用vn＝，不能用vn＝或vn＝gt來計算.教材原型實驗例(2017·天津卷，9(2))如圖所示，打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置驗證機(jī)械能守恒定律．①對于該實驗，下列操作中對減小實驗誤差有利的是________．A．重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘B．兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對正C．精確測量出重物的質(zhì)量D．用手托穩(wěn)重物，接通電源后，撤手釋放重物②某實驗小組利用上述裝置將打點計時器接到50Hz的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖所示，紙帶上各點是打點計時器打出的計時點，其中O點為紙帶上打出的

3、第一個點．重物下落高度應(yīng)從紙帶上計時點間的距離直接測出，利用下列測量值能完成驗證機(jī)械能守恒定律的選項有________．A．OA、AD和EG的長度B．OC、BC和CD的長度C．BD、CF和EG的長度D．AC、BD和EG的長度【變式訓(xùn)練】(2016·北京卷)利用圖1裝置做“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗．(1)為驗證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的________．A．動能變化量與勢能變化量B．速度變化量和勢能變化量C．速度變化量和高度變化量(2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是______

4、__．A．交流電源B．刻度尺C．天平(含砝碼)(3)實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖2所示的一條紙帶．在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T.設(shè)重物的質(zhì)量為m.從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能變化量ΔEp＝________，動能變化量ΔEk＝________.(4)大多數(shù)的實驗結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因____．A．利用公式v＝gt計算重物速度B．利用公式v＝計算重物速度C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D．沒有采用多次實驗取平均值的方法(5)

5、某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒：在紙帶上選取多個計數(shù)點，測量它們到起始點O的距離h，計算對應(yīng)計數(shù)點的重物速度v，描繪v2—h圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過原點的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒．請你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確．實驗拓展與創(chuàng)新1．實驗器材、裝置的改進(jìn)2．速度測量方法的改進(jìn)由光電門計算速度3．實驗方案的改進(jìn)利用自由落體運動的閃光照片驗證機(jī)械能守恒定律．例(2018·蘭州診斷)用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置驗證機(jī)械能守恒定律，在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩光電門1、2，在滑塊上固定一豎直遮光條，滑塊用細(xì)線繞過滑輪與鉤碼相連(1)在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平時，滑塊不掛鉤碼和

6、細(xì)線，接通氣源后，給滑塊一個初速度，使它從軌道右端向左端運動，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門1的時間小于通過光電門2的時間．下列選項中能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)整導(dǎo)軌水平的措施是_____．A．調(diào)節(jié)P使軌道左端升高一些B．調(diào)節(jié)P使軌道左端降低一些C．遮光條的寬度應(yīng)適當(dāng)大一些D．滑塊的質(zhì)量增大一些(2)實驗時，測得光電門1、2間的距離為L，遮光條的寬度為d，滑塊和遮光條的總質(zhì)量為M，鉤碼質(zhì)量為m，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間間隔為Δt，則計算滑塊通過光電門速度的表達(dá)式為__________，若用v1、v2分別表示通過光電門1、2的速度，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式為______________

7、___________．【變式訓(xùn)練】(2018·遼寧鐵嶺模擬)在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，小明同學(xué)利用傳感器設(shè)計實驗：如圖甲所示，將質(zhì)量為m、直徑為d的金屬小球在一定高度h由靜止釋放，小球正下方固定一紅外線計時器，能自動記錄小球擋住紅外線的時間t0，改變小球下落高度h，進(jìn)行多次重復(fù)實驗．(1)用螺旋測微器測小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑d＝________mm；(2)為直觀判斷小球下落過程中機(jī)械能是否守恒，應(yīng)作下列哪一個圖象()A．h－t圖象B．h－1/t圖象C．h－t2圖象D．h－1/t2圖象(3)經(jīng)正確的