1、第五章 机械能及其守恒定律实验六 验证机械能守恒定律栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律一、实验目的 验证机械能守恒定律 二、实验原理 通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律三、实验器材 打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线两根 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律四、实验步骤 1安装置：按实验原理图
2、将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路 2打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打 点计时器的地方先接通电源，后松开纸带，让重物带着 纸带自由下落更换纸带重复做3次5次实验 3选纸带：(1)用 mgh12mv2 来验证，应选点迹清晰，且 1、2 两点间距离接近 2 mm 的纸带(2)用12mv2B12mv2Amgh 验证时，只要 A、B 之间的点迹清晰即可选用栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律五、实验结论 在误差允许的范围内，自由落体运动过程机械能守恒.栏目导引 基础 再
3、现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律一、验证方案方案一：利用起始点和第 n 点计算代入 ghn 和12v2n，如果在实验误差允许的范围内，ghn12v2n，则验证了机械能守恒定律方案二：任取两点计算1任取两点 A、B 测出 hAB，算出 ghAB.2算出12v2B12v2A的值3如果在实验误差允许的范围内，ghAB12v2B12v2A，则验证了机械能守恒定律栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律方案三：图象法从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度 h，并计算各点速度的平方 v2，然后以12v2为纵轴，以
4、h 为横轴，绘出12v2h 图线，若是一条过原点且斜率为 g 的直线，则验证了机械能守恒定律栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律二、误差分析 1测量误差：减小测量误差的方法，一是测下落距离时都从0点量起，一次将各打点对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值2系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量 Ek12mv2n必定稍小于重力势能的减少量Epmghn，改进办法是调整安装的器材，尽可能地减小阻力栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律三、注意事项 1打点计时器要竖直：安装打点计时
5、器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以减少摩擦阻力 2重物应选用质量大、体积小、密度大的材料3测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用 vndn1dn12T，不能用 vn 2gdn或 vngt 来计算栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律考点一对实验原理和误差分析的考查 考点二 对实验数据处理的考查栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律考点一 对实验原理和误差分析的考查(2015河北邯郸摸底)某同学安装如图甲的实验装置验证机械能守恒定律 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创
6、新 第五章 机械能及其守恒定律(1)此实验中，应当是让重物做_运动，_(填“需要”或“不需要”)测出重物的质量(2)打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，该同 学选取如图乙所示的一段纸带，对BD段进行研究求得B点对应的速度vB_m/s(保留两位有效数字)，若再求得D点对应的速度为vD，测出重物下落的高度为hBD，则还应计算_与_大小是否相等(填字母表达式).自由落体不需要0.1912(v2Dv2B)ghBD栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律(3)但该同学在上述实验过程中存在明显的问题安装实验装置时存在的问题是_;研究纸带时存在的问题是_，实验
7、误差可能较大重物会落在桌面上(或“纸带打点过短”等与此类似的答案)B、D两点间时间间隔过短栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律解析(1)由实验原理知，应让重物在松开手后做自由落体运动；根据机械能守恒，mgh12m(v22v21)，整理后，得 gh12(v22v21)，所以，不需要测量质量(2)B 点速度等于 AC 段的平均速度，vBAC2T0.19 m/s；根据实验原理知，还应计算12(v2Dv2B)与 ghBD，看两者大小是否相等(3)重物距离桌面太近，会落到桌面上；B、D 间时间间隔太短，实验误差较大栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演
8、练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律扫一扫 进入 91 导学网()实验验证机械能守恒栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的 距 离如 图 所示已知m150 g、m2150 g，则：(结果均保留两位有效数字)考点二 对实验数据处理的考查 甲乙 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效
9、 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律(1)在纸带上打下计数点 5 时的速度 v_m/s；(2)在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量 Ek_J，系统势能的减少量 Ep_J；(取当地的重力加速度 g10 m/s2)(3)若某同学作出12v2h 图象如图丙所示，则当地的重力加速度 g_m/s2.2.40.580.609.7 栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律解析(1)v521.6026.401020.12m/s2.4 m/s.(2)Ek12(m1m2)v200.58 JEpm2ghm1gh0.60 J.(3)由(m2m1)g
10、h12(m1m2)v2 知v22 m2m1ghm1m2即图象的斜率 km2m1gm1m2 5.821.20解得 g9.7 m/s2.栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律1物体的速度可以用光电计时器测量，消除纸带与限位孔的摩擦阻力带来的误差 2用频闪照相进行验证，消除纸带受到的阻力 3利用气 垫导轨 来设计该实验，以减小由于摩 擦 带来的误差栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如下，当有不透光的物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显
11、示物体的挡光时间栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律所用的光电门传感器可测得最短时间为 0.01 ms.将挡光效果好、宽度为 d3.8103 m 的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间 ti，与图中所示的高度差hi，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示(取 g9.8 m/s2，注：表格中 M 为直尺质量)栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律(1)从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用 vi dti求出的，请你简要分
12、析该同学这样做的理由是：_.ti(103s)vi dti(ms1)Eki12Mv2i12Mv21hi(m)Mghi11.213.1421.153.300.52M0.060.59M31.003.802.24M0.232.25M40.954.003.10M0.323.14M50.904.00M0.41极短时间内平均速度近似等于瞬时速度 4.224.02M栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律(2)请将表格中数据填写完整(3)通过实验得出的结论是：_.(4)根据该实验请你判断下列Ekh图象中正确的是_在误差范围内重力势能减少量等于动能的增加量C栏目导引
13、基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律解析(2)vdt 3.81030.90103m/s4.22 m/s，Mgh9.80.41M4.02M.(3)从表中数据可知，在误差范围内，动能的增加量与重力势能的减少量相等(4)由 EkMgh，则动能的变化与高度成正比，C 正确栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律点评 该实验的创新之处：其一，实验器材的变更：重 锤改用直尺，打点计时器改用光电计时器其二，数据处理方法的改进，用计算机处理实验数据，优点是消除了因摩擦造成的误差，提高了速度测量的精度，数据处理更加快捷栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律栏目导引 基础 再现 考点 例析 高效 演练 迁移 创新 第五章 机械能及其守恒定律本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
