優(yōu)化探究新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí)人教物理-必修22-5-5省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎?wù)n件市賽課一等獎?wù)n件

一、試驗?zāi)繕?biāo)利用自由落體運動驗證只有重力作用下物體機械能守恒．二、試驗原理(二)驗證機械能守恒定律第1頁第2頁三、試驗器材鐵架臺(含鐵夾)，打點計時器，學(xué)生電源，紙帶，復(fù)寫紙，導(dǎo)線，毫米刻度尺，重物(帶紙帶夾)．第3頁四、試驗步驟1．安裝置：按下列圖將檢驗、調(diào)整好打點計時器豎直固定在鐵架臺上，接好電路．第4頁2．打紙帶：將紙帶一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點計時器地方．先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落．更換紙帶重復(fù)做3次～5次試驗．3．選紙帶：分兩種情況說明第5頁五、數(shù)據(jù)處理第6頁第7頁六、誤差分析1．本試驗中因重物和紙帶在下落過程中要克服各種阻力(空氣阻力、打點計時器阻力)做功，故動能增加量ΔEk稍小于重力勢能降低許ΔEp，即ΔEk<ΔEp，這屬于系統(tǒng)誤差．改進方法是調(diào)整器材安裝，盡可能地減小阻力．2．本試驗另一個誤差起源于長度測量，屬偶然誤差．減小誤差方法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，或者屢次測量取平均值來減小誤差．第8頁七、注意事項1．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)以降低摩擦阻力．2．重物應(yīng)選取質(zhì)量大、體積小、密度大材料．3．應(yīng)先接通電源，讓打點計時器正常工作后，再松開紙帶讓重物下落．4．紙帶長度應(yīng)選取60cm左右為宜，應(yīng)選取點跡清楚紙帶進行測量．第9頁第10頁類型一試驗原理和操作【例1】利用如圖所表示裝置進行驗證機械能守恒定律試驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時瞬時速度v和下落高度h.某班同學(xué)利用試驗得到紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案：第11頁a．用刻度尺測出物體下落高度h，并測出下落時間t.經(jīng)過v＝gt計算出瞬時速度v.c．依據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間平均速度，測算出瞬時速度v，并經(jīng)過h＝計算出高度h.d．用刻度尺測出物體下落高度h，依據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間平均速度，測算出瞬時速度v.以上方案中只有一個正確，正確是________．(填入對應(yīng)字母)第12頁【答案】d第13頁類型二數(shù)據(jù)處理及誤差分析【例2】在“驗證機械能守恒定律”試驗中，已知電磁打點計時器所用電源頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.80m/s2，測得所用重物質(zhì)量為1.00kg.試驗中得到一條點跡清楚紙帶(如圖所表示)，把第一個點記為O，另選連續(xù)四個點A、B、C、D作為測量點，經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.第14頁(1)依據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能降低許等于________J，動能增加量等于________J(取三位有效數(shù)字)．(2)依據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物下落時實際加速度a＝__________m/s2，a__________g(填“大于”或“小于”)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.第15頁【解析】(1)由題意知重物由O點運動至C點，下落高度為hC＝77.76cm＝0.7776m，m＝1.00kg，g＝9.80m/s2，所以重力勢能降低許為ΔEp＝mghC＝1.00×9.80×0.7776J≈7.62J.重物經(jīng)過C點瞬時速度vC可由下式求出第16頁【答案】(1)7.627.57(2)9.75小于重錘受空氣阻力，紙帶受限位孔或打點計時器振針阻力第17頁類型三試驗創(chuàng)新設(shè)計【例3】(年高考海南卷)現(xiàn)要經(jīng)過試驗驗證機械能守恒定律．試驗裝置如圖所表示：水平桌面上固定一傾斜氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪細繩與一質(zhì)量為m砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點有一光電門，能夠測量遮光片經(jīng)過光電門時擋光時間t.用d表示A點到導(dǎo)軌底端C點距離，h表示A與C高度差，b表示遮光片寬度，x表示A、B兩點間距離，將遮光片經(jīng)過光電門平均速度看作滑塊經(jīng)過B點時瞬時速度．用g表示重力加速度．完成以下填空和作圖：第1