2016屆高考物理(江蘇專用)大一輪復習精講課件：實驗4-驗證機械能守恒定律課稿

2016屆高考物理(江蘇專用)大一輪復習精講課件：實驗4-驗證機械能守恒定律課稿第一頁，共29頁。第二頁，共29頁。第三頁，共29頁。第四頁，共29頁。熱點一實驗原理及數(shù)據(jù)處理【例1】在進行“驗證機械能守恒定律”的實驗中：圖1第五頁，共29頁。(1)兩實驗小組同學分別采用了如圖1甲和乙所示的裝置，采用兩種不同的實驗方案進行實驗。①在圖甲中，下落物體應選擇密度________(選填“大”或“小”)的重物；在圖乙中，兩個重物的質量關系是m1________m2(選填“＞”、“＝”、“＜”)；②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________；③比較兩種實驗方案，你認為圖________(選填“甲”或“乙”)所示實驗方案更合理，理由是__________。第六頁，共29頁。(2)有一同學采用了圖甲所示的方案，選出一條紙帶如圖2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)你能得到的結論是：__________。(結果保留三位有效數(shù)字)圖2第七頁，共29頁。解析(1)①為了減小空氣阻力的影響，選擇體積小、密度大的重物；在題圖乙中，m2在m1的拉力作用下向上運動，所以m1＞m2。②兩重物質量不等，分析系統(tǒng)損失的重力勢能是否近似等于增加的動能時，兩邊質量不能約去，故需要天平測量兩重物的質量。③題圖乙中所示實驗還受到細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。第八頁，共29頁。第九頁，共29頁。答案(1)①大＞②天平③甲圖乙中還受到細線與滑輪的阻力的影響(2)0.8670.852在誤差允許的范圍內(nèi)，重物下落時機械能守恒第十頁，共29頁。第十一頁，共29頁?！咀兪接柧殹?．(2014·南京模擬)某實驗小組在做“驗證機械能守恒定律”實驗中，提出了如圖3所示的甲、乙兩種方案：甲方案為用自由落體運動進行實驗，乙方案為用小車在斜面上下滑進行實驗。圖3第十二頁，共29頁。(1)組內(nèi)同學對兩種方案進行了深入的討論分析，最終確定了一個大家認為誤差相對較小的方案，你認為該小組選擇的方案是________，理由是____________________。(2)若該小組采用圖甲的裝置打出了一條紙帶如圖4所示，相鄰兩點之間的時間間隔為0.02s，請根據(jù)紙帶計算出B點的速度大小____________m/s(結果保留三位有效數(shù)字)。圖4第十三頁，共29頁。(3)該小組內(nèi)同學們根據(jù)紙帶算出了相應點的速度，作出v2－h(huán)圖線如圖5所示，請根據(jù)圖線計算出當?shù)氐闹亓铀俣萭＝________m/s2(結果保留兩位有效數(shù)字)。圖5第十四頁，共29頁。第十五頁，共29頁。答案(1)甲采用乙圖實驗時，由于小車和斜面間存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小車在下滑過程中機械能不守恒，故乙圖不能用來驗證機械能守恒定律(2)1.37(3)9.7或9.8第十六頁，共29頁。熱點二拓展創(chuàng)新實驗預測高考命題視角 以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性等特點。視角1實驗器材的改進 ①由系統(tǒng)動能、重力勢能的變化驗證機械能守恒，所用實驗器材：光電門、氣墊導軌。 ②通過小球自由落體運動的閃光照片或平拋運動驗證機械能守恒。視角2實驗原理的遷移和試驗方法的改進第十七頁，共29頁?！纠?】某同學利用如圖6所示的裝置來驗證由小車與鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒圖6第十八頁，共29頁。(1)現(xiàn)提供如下器材：A．小車B．鉤碼C．一端帶滑輪的長木板D．細繩E．電火花打點計時器F．紙帶G．毫米刻度尺H．游標卡尺I．低壓交流電源J．220V交流電源實驗中不需要的器材是________(填寫器材前的字母)，還需要的器材是________。(2)為盡可能消除摩擦力對本實驗的影響，使驗證結果盡可能準確，則小車質量M和鉤碼質量m的關系應該滿足________。第十九頁，共29頁。(3)小明和小軍同學在做該實驗時，小明認為只要采用平衡摩擦力的方法將摩擦力平衡掉就可以了，無須滿足(2)問中小車質量M和鉤碼質量m的關系，而小軍卻否認小明的看法，你認為小明的看法________(選填“正確”或“不正確”)，理由是___。(4)兩位同學統(tǒng)一觀點后完成實驗，得到一條紙帶，去掉前面比較密集的點，選擇點跡清晰且便于測量的連續(xù)7個點(標號為0～6)，測出相關距離如圖7所示，要驗證在第2點與第5點時系統(tǒng)的機械能相等，則應滿足關系式________________(設小車質量M，鉤碼質量m，打點周期為T)。第二十頁，共29頁。圖7第二十一頁，共29頁。解析(1)實驗不需要游標卡尺，距離由刻度尺測量，電火花計時器直接使用220V交流電源，不需要低壓交流電源，不需要的器材是H、I。還需要天平測量鉤碼和小車的質量。(2)為盡可能消除摩擦力對本實驗的影響，使驗證結果盡可能準確，則小車質量M和鉤碼質量m的關系應該滿足M?m，這樣能使摩擦力做的功相對少些，以減小機械能的損失。(3)小明的看法不正確，因為平衡摩擦力后，摩擦力還做負功，系統(tǒng)機械能不守恒。第二十二頁，共29頁。第二十三頁，共29頁。第二十四頁，共29頁。【變式訓練】2.[2015·蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市高三教學 情況調研(一)]某同學利用如圖8所示 的實驗裝置驗證機械能守恒定律?；?形軌道末端水平，離地面的高度為H。 將鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放， 鋼球的落點距軌道末端的水平距離為x。 (1)若軌道完全光滑，x2與h的理論關系應滿足x2＝_____。(用H、h表示)圖8第二十五頁，共29頁。

(2)該同學經(jīng)實驗測量得到一組數(shù)據(jù)，如下表所示：請在坐標紙上作出x2－h(huán)關系圖。h(×10－1m)2.003.004.005.006.00x2(×10－1m2)2.623.895.206.537.78第二十六頁，共29頁。

(3)對比實驗結果與理論計算得到的x2－h(huán)關系圖線(圖9中已畫出)，自同一高度靜止釋放的鋼球，水平拋出的速率________(填“小于”或“大于”)理論