2020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課件新人教版.pptx

1、實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),命題研析,實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 落實(shí)基礎(chǔ)提煉精髓,注意事項(xiàng) 1.安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)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.重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料. 3.應(yīng)先接通電源,讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后,再松開紙帶讓重物下落. 4.紙帶長度應(yīng)選用60 cm左右為宜,應(yīng)選用點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量,誤差分析,命題研析 突破常規(guī)注重創(chuàng)新,命題點(diǎn)一常規(guī)實(shí)驗(yàn),典例1】 (2016北京卷,21) 利用圖1裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn). (1)為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒,需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的(,A.動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量 B.速度變化量和勢(shì)能變化量

2、C.速度變化量和高度變化量,解析:(1)重物下落過程中,重力勢(shì)能減少,動(dòng)能增加,驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)應(yīng)比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量大小是否相等,選項(xiàng)A正確,答案:(1)A,2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)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() A.交流電源B.刻度尺C.天平(含砝碼,解析:(2)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要交流電源,測(cè)量紙帶上點(diǎn)間的距離需要刻度尺,實(shí)驗(yàn)中無需知道重物的質(zhì)量,故選A,B,答案:(2)AB,3)實(shí)驗(yàn)中,先接通電源,再釋放重物,得到如圖2所示的一條紙帶.在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A,B,C,測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離

3、分別為hA,hB,hC.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T.設(shè)重物的質(zhì)量為m.從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中,重物的重力勢(shì)能變化量Ep= ,動(dòng)能變化量Ek,4)大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量,原因是(,解析:(4)實(shí)驗(yàn)中由于重物下落不可避免受到阻力作用,因此減少的重力勢(shì)能大于重物獲得的動(dòng)能,選項(xiàng)C正確,答案:(4)C,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(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h,計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v,描繪v2-h圖像,并做如下判斷:若圖像是一條過原點(diǎn)的直線,則重物下落過程中機(jī)械能守恒,請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確

4、,答案:(5)見解析,反思總結(jié),正確認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)中的阻力,利用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中,空氣阻力和摩擦阻力是實(shí)驗(yàn)中所受阻力的兩個(gè)重要來源;阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響是:重力勢(shì)能的減小量大于動(dòng)能的增加量;物體實(shí)際下落的加速度小于重力加速度.為了減小阻力帶來的實(shí)驗(yàn)誤差,實(shí)驗(yàn)中采取如下措施:要讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔豎直放置;紙帶拉直后釋放;選擇重物時(shí),選用質(zhì)量大、密度大的物體,題組訓(xùn)練,1.圖(甲)是探究重物下落過程中動(dòng)能與重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化問題的實(shí)驗(yàn)裝置,1)部分實(shí)驗(yàn)操作步驟如下,請(qǐng)將步驟補(bǔ)充完整. 按實(shí)驗(yàn)要求安裝好實(shí)驗(yàn)裝置; 使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,接著先,后,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn),解析:(1)

5、使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先接通電源后放開紙帶,答案:(1)接通電源釋放紙帶,2)圖(乙)是一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶,O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一點(diǎn).分別測(cè)出若干連續(xù)點(diǎn)A,B,C與O點(diǎn)之間的距離h1,h2,h3.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T,重物質(zhì)量為m,重力加速度為g,可得重物下落到B點(diǎn)的過程中,重物增加的動(dòng)能為,減少的重力勢(shì)能為,3)取打下O點(diǎn)時(shí)重物的重力勢(shì)能為零,計(jì)算出該重物下落不同高度h時(shí)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)能Ek和重力勢(shì)能的絕對(duì)值|Ep|,建立坐標(biāo)系,橫軸表示h,縱軸表示|Ep|和Ek,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖(丙)中分別繪出對(duì)應(yīng)的圖線I(|Ep|-h)和圖線(Ek-h),圖線I,的斜率分別為k1,k2. 圖線I與

6、圖線不重合的主要原因是 . 重物和紙帶下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為.(用k1,k2表示,2.(2017天津卷,9)如圖所示,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落,利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,1)對(duì)于該實(shí)驗(yàn),下列操作中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)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(duì)正 C.精確測(cè)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,解析:(1)選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘、限位孔對(duì)正都可以降低摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的誤差,所以A,B正確;動(dòng)能與重力勢(shì)能表達(dá)式中都含有質(zhì)量m,可以約去,故不需要測(cè)量出質(zhì)量m的具

7、體數(shù)值,C錯(cuò)誤;重錘下落之前應(yīng)該用手拉住紙帶上端而不是用手托住重錘,D錯(cuò)誤,答案:(1)AB,2)某實(shí)驗(yàn)小組利用上述裝置將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到50 Hz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(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn),其中O點(diǎn)為紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn).重物下落高度應(yīng)從紙帶上計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離直接測(cè)出,利用下列測(cè)量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的選項(xiàng)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,答案:(2)BC,命題點(diǎn)二創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),1)用Ep=mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小,式中鋼球下落高

8、度h應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到之間的豎直距離. A.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端 B.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心 C.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端,解析:(1)鋼球下落的高度為初末位置球心間的豎直距離,所以選B,答案:(1)B,答案:(2)1.50(1.491.51都算對(duì))1.50(1.491.51都算對(duì),答案:(3)見解析,3)下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,他發(fā)現(xiàn)表中的Ep與Ek之間存在差異,認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的.你是否同意他的觀點(diǎn)?請(qǐng)說明理由,解析:(3)若是空氣阻力造成的,則Ek應(yīng)小于Ep,根據(jù)表格數(shù)據(jù)知不是空氣阻力造成的,4)請(qǐng)你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議,創(chuàng)新/改進(jìn)點(diǎn)分析,1.實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn) (1)利用細(xì)線系

9、住鋼球來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律. (2)利用光電門測(cè)鋼球經(jīng)過光電門的速度. 2.誤差分析與實(shí)驗(yàn)改進(jìn) (1)因空氣阻力做負(fù)功,導(dǎo)致EkEp,是鋼球的速度計(jì)算方法有誤引起的. (2)改進(jìn)方案應(yīng)從修正鋼球速度大小的角度來設(shè)計(jì),題組訓(xùn)練,1.如圖(甲)所示,一位同學(xué)利用光電計(jì)時(shí)器等器材做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn).有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球由A處從靜止釋放,下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門,測(cè)得A,B間的距離為H(Hd),光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過光電門的時(shí)間為t,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,則,1)如圖(乙)所示,用游標(biāo)卡尺測(cè)得小球的直徑d= mm. (2)小球經(jīng)過光電門B時(shí)的速度表達(dá)式為

10、v,4)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)動(dòng)能增加量Ek總是稍小于重力勢(shì)能減少量Ep,增大下落高度后,則Ep-Ek將(選填“增大”“減小”或“不變”,解析:(4)由于該過程中有阻力做功,而高度越高,阻力做功越多,故增大下落高度后,則Ep-Ek將增大,答案:(4)增大,2.(2018遼寧沈陽模擬)某同學(xué)利用圖示裝置,驗(yàn)證以下兩個(gè)規(guī)律: 兩物塊通過不可伸長的細(xì)繩相連接,沿繩分速度相等; 系統(tǒng)機(jī)械能守恒. P,Q,R是三個(gè)完全相同的物塊,P,Q用細(xì)繩連接,放在水平氣墊桌上,物塊R與輕滑輪連接,放在正中間,a,b,c是三個(gè)光電門,調(diào)整三個(gè)光電門的位置,能實(shí)現(xiàn)同時(shí)遮光,整個(gè)裝置無初速度釋放,1)為了能完成實(shí)驗(yàn),除了記錄P,Q,R上三個(gè)遮光片的遮光時(shí)間t1,t2,t3外