【優(yōu)化方案】高考物理總復(fù)習(xí) 第5章 實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課件 大綱

實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律知識(shí)要點(diǎn)歸納過(guò)程分析導(dǎo)引實(shí)驗(yàn)典例精析知能優(yōu)化演練知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦米杂陕潴w運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證只有重力作用下的物體機(jī)械能守恒．實(shí)驗(yàn)原理圖5－5－1實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)(含鐵夾)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、導(dǎo)線(xiàn)、毫米刻度尺、重物(帶紙帶夾)．過(guò)程分析導(dǎo)引一、實(shí)驗(yàn)步驟1．安裝置：按圖5－5－2將檢查、調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，接好電路．2．打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方．先接通電源，后松開(kāi)紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落．更換紙帶重復(fù)做3次～5次實(shí)驗(yàn)．圖5－5－2二、數(shù)據(jù)處理1．求瞬時(shí)速度三、誤差分分析1．本實(shí)驗(yàn)中中因重物和和紙帶在下下落過(guò)程中中要克服各各種阻力(空氣阻力、、打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器阻力)做功，故動(dòng)動(dòng)能的增加加量ΔEk稍小于重力力勢(shì)能的減減少量ΔEp，即ΔEk<ΔEp，這屬于系系統(tǒng)誤差．．改進(jìn)的辦辦法是調(diào)整整器材的安安裝，盡可可能地減小小阻力．2．本實(shí)驗(yàn)的的另一個(gè)誤誤差來(lái)源于于長(zhǎng)度的測(cè)測(cè)量，屬偶偶然誤差．．減小誤差差的辦法是是測(cè)下落距距離時(shí)都從從O點(diǎn)量起，一一次將各打打點(diǎn)對(duì)應(yīng)的的下落高度度測(cè)量完，，或者多次次測(cè)量取平平均值．四、注意事事項(xiàng)1．應(yīng)盡可能能控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)條件，即即應(yīng)滿(mǎn)足機(jī)機(jī)械能守恒恒的條件，，這就要求求盡量減小小各種阻力力的影響，，采取的措措施有：(1)安裝打點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)器時(shí)，，必須使兩兩個(gè)限位孔孔的中線(xiàn)嚴(yán)嚴(yán)格豎直，，以減小摩摩擦阻力．．(2)應(yīng)選用質(zhì)量量和密度較較大的重物物，增大重重力可使阻阻力的影響響相對(duì)減小小，增大密密度可以減減小體積，，可使空氣氣阻力減小?。?．實(shí)驗(yàn)中，，提紙帶的的手要保持持不動(dòng)，且且保證紙帶帶豎直．接接通電源后后，打點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)器工作作穩(wěn)定后再再松開(kāi)紙帶帶．五、實(shí)驗(yàn)改改進(jìn)物體下落過(guò)過(guò)程中通過(guò)過(guò)某一位置置的速度可可以用光電電計(jì)時(shí)器測(cè)測(cè)出來(lái)，利利用這種裝裝置驗(yàn)證機(jī)機(jī)械能守恒恒定律，能能消除紙帶帶與限位孔孔的摩擦阻阻力帶來(lái)的的系統(tǒng)誤差差；也可以以把電磁打打點(diǎn)計(jì)時(shí)器器更換成電電火花式計(jì)計(jì)時(shí)器，以以消除計(jì)時(shí)時(shí)器的振針針在打點(diǎn)時(shí)時(shí)對(duì)紙帶產(chǎn)產(chǎn)生的阻力力；還可以以把整個(gè)裝裝置放在一一個(gè)真空的的環(huán)境中，，以消除由由于空氣阻阻力作用而而帶來(lái)的誤誤差．實(shí)驗(yàn)典例精析例1數(shù)據(jù)處理及誤差分析題型一(2011年如皋統(tǒng)考)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m＝1.00kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)．如圖5－5－3所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為第一個(gè)點(diǎn)(速度恰好為零)，每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，選連續(xù)的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C作為測(cè)量的點(diǎn)，如圖所示，經(jīng)測(cè)量知道A、B、C各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為50.50cm、86.00cm、130.50cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2.圖5－5－3根據(jù)據(jù)以以上上數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)，，可可計(jì)計(jì)算算出出打打B點(diǎn)時(shí)時(shí)的的速速度度vB＝________m/s；重重物物由由O點(diǎn)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)到到B點(diǎn)，，重重力力勢(shì)勢(shì)能能減減少少了了________J，動(dòng)動(dòng)能能增增加加了了________J．根據(jù)據(jù)所所測(cè)測(cè)量量的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)，，還還可可以以求求出出物物體體實(shí)實(shí)際際下下落落的的加加速速度度為為_(kāi)_______m/s2，物物體體在在從從A到B下落落的的過(guò)過(guò)程程中中所所受受到到的的平平均均阻阻力力為為_(kāi)_______N(計(jì)算算結(jié)結(jié)果果都都要要保保留留3位有有效效數(shù)數(shù)字字)，該該阻阻力力的的來(lái)來(lái)源源主主要要有有：：(1)_______________________________________；(2)_______________________________________．【解析析】由于于每每?jī)蓛蓚€(gè)個(gè)相相鄰鄰計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)之之間間還還有有4個(gè)點(diǎn)點(diǎn)沒(méi)沒(méi)有有畫(huà)畫(huà)出出，，所所以以每每?jī)蓛蓚€(gè)個(gè)相相鄰鄰計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)之之間間的的時(shí)時(shí)間間間間隔隔為為0.1s，同同時(shí)時(shí)可可求求得得：：＝4.00m/s即vB＝4.00m/s由O點(diǎn)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)到到B點(diǎn)下下落落的的距距離離為為：：sOB＝86.00cm＝0.86m重力勢(shì)能能減少了了EpB＝mgh＝1.00×9.80××0.86J＝8.43J根據(jù)牛頓頓第二定定律得：：mg－Ff＝ma從A到B下落的過(guò)過(guò)程中所所受到的的平均阻阻力為Ff＝mg－ma＝1.00×9.80N－1.00×9.00N＝0.800N分析紙帶帶受到的的力有：：重力、、重物受受到的空空氣阻力力、紙帶帶與限位位孔之間間的摩擦擦力等力力的作用用，所以以阻力的的來(lái)源是是以上除除重力之之外的力力．【答案重物受到到的空氣氣阻力紙紙帶與與限位孔孔之間的的摩擦力力(2010年高考海海南卷)利用氣墊墊導(dǎo)軌驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械械能守恒恒定律，，實(shí)驗(yàn)裝裝置示意意圖如圖圖5－5－4甲所示：：例2實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新題型二圖5－5－4(1)實(shí)驗(yàn)步驟驟：①將氣墊墊導(dǎo)軌放放在水平平桌面上上，桌面面高度不不低于1m，將導(dǎo)導(dǎo)軌調(diào)調(diào)至水水平．．②用游游標(biāo)卡卡尺測(cè)測(cè)量擋擋光條條的寬寬度l，結(jié)果果如圖圖乙所所示，，由此此讀出出l＝________mm.③由導(dǎo)導(dǎo)軌標(biāo)標(biāo)尺讀讀出兩兩光電電門(mén)中中心之之間的的距離離s＝________cm.④將滑滑塊移移至光光電門(mén)門(mén)1左側(cè)某某處，，待砝砝碼靜靜止不不動(dòng)時(shí)時(shí)，釋釋放滑滑塊，，要求求砝碼碼落地地前擋擋光條條已通通過(guò)光光電門(mén)門(mén)2.⑤從數(shù)數(shù)字計(jì)計(jì)時(shí)器器(圖甲中中未畫(huà)畫(huà)出)上分別別讀出出擋光光條通通過(guò)光光電門(mén)門(mén)1和光電電門(mén)2所用的的時(shí)間間Δt1和Δt2.⑥用天天平稱(chēng)稱(chēng)出滑滑塊和和擋光光條的的總質(zhì)質(zhì)量M，再稱(chēng)稱(chēng)出托托盤(pán)和和砝碼碼的總總質(zhì)量量m.(2)用表示示直接接測(cè)量量量的的字母母寫(xiě)出出下列列所求求物理理量的的表達(dá)達(dá)式：：①滑塊塊通過(guò)過(guò)光電電門(mén)1和光電電門(mén)2時(shí)瞬時(shí)時(shí)速度度分別別為v1＝________和v2＝________.②當(dāng)滑滑塊通通過(guò)光光電門(mén)門(mén)1和光電電門(mén)2時(shí)，系系統(tǒng)(包括滑滑塊、、擋光光條、、托盤(pán)盤(pán)和砝砝碼)的總動(dòng)動(dòng)能分分別為為Ek1＝________和Ek2＝________.③在滑滑塊從從光電電門(mén)1運(yùn)動(dòng)到到光電電門(mén)2的過(guò)程中，，系統(tǒng)勢(shì)能能的減少ΔEp＝________(重力加速度度為g)．(3)如果ΔEp≈________，則可認(rèn)為為