高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 實驗6 驗證機械能守恒定律課件.ppt

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實驗六驗證機械能守恒定律 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甲所示的實驗裝置 驗證機械能守恒定律 如圖乙所示是該實驗得到的一條點跡清晰的紙帶 現(xiàn)要取A B兩點來驗證實驗 已知電火花計時器每隔0 02s打一個點 熱點一實驗原理及數(shù)據(jù)處理 請回答下列問題 1 電火花計時器的工作電壓是 V 2 根據(jù)紙帶可以判斷 實驗時紙帶的 填 左 或 右 端和重物相連接 3 若x2 4 80cm 則在紙帶上打下計數(shù)點B時的速度vB m s 計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字 4 若x1數(shù)據(jù)也已測出 則要驗證機械能守恒定律 實驗還需測出的物理量為 5 經(jīng)過測量計算后 某同學(xué)畫出了如圖2所示的E h圖線 h為重物距地面的高度 則圖2中表示動能隨高度變化的曲線為 填 圖線A 或 圖線B 4 若x1數(shù)據(jù)已測出 則可求出在紙帶上打下計數(shù)點A時的速度 進而可求出A B兩點動能的變化量 要驗證機械能守恒定律 則還要求出重力勢能的變化量 所以還要測出A B之間的距離hAB 5 因重物在下落過程中做勻加速直線運動 所以高度越來越小 速度越來越大 動能越來越大 故圖2中表示動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 在進行 驗證機械能守恒定律 的實驗中 1 兩實驗小組同學(xué)分別采用了如圖3甲和乙所示的裝置 采用兩種不同的實驗方案進行實驗 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 兩個重物的質(zhì)量關(guān)系是m1 m2 選填 采用圖乙的方案進行實驗 還需要的實驗器材有交流電源 刻度尺和 比較兩種實驗方案 你認(rèn)為圖 選填 甲 或 乙 所示實驗方案更合理 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點為起始點 A B C為三個計數(shù)點 打點計時器通以50Hz交流電 在計數(shù)點A和B之間 B和C之間還各有一個點 重物的質(zhì)量為0 5kg g取9 8m s2 根據(jù)以上數(shù)據(jù) 打B點時重物的重力勢能比開始下落時減少了 J 這時它的動能是 J 根據(jù)上面這兩個數(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 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動 所以m1 m2 兩重物質(zhì)量不等 分析系統(tǒng)損失的重力勢能是否近似等于增加的動能時 兩邊質(zhì)量不能約去 故需要天平測量兩重物的質(zhì)量 題圖乙中所示實驗還受到細(xì)線與滑輪的阻力的影響 機械能損失較大 故題圖甲所示實驗方案較為合理 1 實驗器材 裝置的改進3 實驗方案的改進利用自由落體運動的閃光照片驗證機械能守恒定律 熱點二實驗的改進與創(chuàng)新 例2 利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律 實驗裝置示意圖如圖5所示 1 實驗步驟 將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上 桌面高度不低于1m 將導(dǎo)軌調(diào)至水平 用游標(biāo)卡尺測量擋光條的寬度l 9 30mm 由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離x cm 將滑塊移至光電門1左側(cè)某處 待砝碼靜止不動時 釋放滑塊 要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2 從數(shù)字計時器 圖中未畫出 上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間 t1和 t2 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 用表示直接測量量的字母寫出下列所求物理量的表達(dá)式 滑塊通過光電門1和光電門2時瞬時速度分別為v1 和v2 當(dāng)滑塊通過光電門1和光電門2時 系統(tǒng) 包括滑塊 擋光條 托盤和砝碼 的總動能分別為Ek1 和Ek2 在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中 系統(tǒng)勢能的減少 Ep 重力加速度為g 3 如果 Ep 則可認(rèn)為驗證了機械能守恒定律 變式訓(xùn)練 2 2016 河北邯鄲模擬 圖6為驗證小球做自由落體運動時機械能守恒的裝置圖 圖中O點為釋放小球的初始位置 A B C D各點為固定速度傳感器的位置 A B C D O各點在同一豎直線上 1 已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間 則要完成實驗 還需要測量的物理量是 A 小球的質(zhì)量mB 小球下落到每一個速度傳感器時的速度C 各速度傳感器與O點之間的豎直距離hD 小球自初始位置至下落到每一個速度傳感器時所用的時間t 2 作出v2 h圖像 由圖像算出其斜率k 當(dāng)k 時 可以認(rèn)為小球在下落過程中系統(tǒng)機械能守恒 3 寫出對減小本實驗誤差有益的一條建議