高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 實(shí)驗(yàn)6 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課件.ppt

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實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 例1 2016 浙江溫州十校聯(lián)合體聯(lián)考 某同學(xué)安裝如圖1甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 如圖乙所示是該實(shí)驗(yàn)得到的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶 現(xiàn)要取A B兩點(diǎn)來驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 已知電火花計(jì)時(shí)器每隔0 02s打一個(gè)點(diǎn) 熱點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)處理 請(qǐng)回答下列問題 1 電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓是 V 2 根據(jù)紙帶可以判斷 實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶的 填 左 或 右 端和重物相連接 3 若x2 4 80cm 則在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)的速度vB m s 計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字 4 若x1數(shù)據(jù)也已測(cè)出 則要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)還需測(cè)出的物理量為 5 經(jīng)過測(cè)量計(jì)算后 某同學(xué)畫出了如圖2所示的E h圖線 h為重物距地面的高度 則圖2中表示動(dòng)能隨高度變化的曲線為 填 圖線A 或 圖線B 4 若x1數(shù)據(jù)已測(cè)出 則可求出在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)A時(shí)的速度 進(jìn)而可求出A B兩點(diǎn)動(dòng)能的變化量 要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 則還要求出重力勢(shì)能的變化量 所以還要測(cè)出A B之間的距離hAB 5 因重物在下落過程中做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 所以高度越來越小 速度越來越大 動(dòng)能越來越大 故圖2中表示動(dòng)能隨高度變化的曲線為圖線B 答案 1 220 2 左 3 1 20 4 A B之間的距離或hAB 5 圖線B 變式訓(xùn)練 1 在進(jìn)行 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 的實(shí)驗(yàn)中 1 兩實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別采用了如圖3甲和乙所示的裝置 采用兩種不同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 在圖甲中 下落物體應(yīng)選擇密度 選填 大 或 小 的重物 在圖乙中 兩個(gè)重物的質(zhì)量關(guān)系是m1 m2 選填 采用圖乙的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 還需要的實(shí)驗(yàn)器材有交流電源 刻度尺和 比較兩種實(shí)驗(yàn)方案 你認(rèn)為圖 選填 甲 或 乙 所示實(shí)驗(yàn)方案更合理 理由是 2 有一同學(xué)采用了圖甲所示的方案 選出一條紙帶如圖4所示 其中O點(diǎn)為起始點(diǎn) A B C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以50Hz交流電 在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B之間 B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn) 重物的質(zhì)量為0 5kg g取9 8m s2 根據(jù)以上數(shù)據(jù) 打B點(diǎn)時(shí)重物的重力勢(shì)能比開始下落時(shí)減少了 J 這時(shí)它的動(dòng)能是 J 根據(jù)上面這兩個(gè)數(shù)據(jù)你能得到的結(jié)論是 結(jié)果保留三位有效數(shù)字 解析 1 在甲圖中為了減小空氣阻力的影響 選擇體積小 密度大的重物 在圖乙中 m2在m1的拉力作用下向上運(yùn)動(dòng) 所以m1 m2 兩重物質(zhì)量不等 分析系統(tǒng)損失的重力勢(shì)能是否近似等于增加的動(dòng)能時(shí) 兩邊質(zhì)量不能約去 故需要天平測(cè)量?jī)芍匚锏馁|(zhì)量 題圖乙中所示實(shí)驗(yàn)還受到細(xì)線與滑輪的阻力的影響 機(jī)械能損失較大 故題圖甲所示實(shí)驗(yàn)方案較為合理 1 實(shí)驗(yàn)器材 裝置的改進(jìn)3 實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)利用自由落體運(yùn)動(dòng)的閃光照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新 例2 利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖5所示 1 實(shí)驗(yàn)步驟 將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上 桌面高度不低于1m 將導(dǎo)軌調(diào)至水平 用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度l 9 30mm 由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離x cm 將滑塊移至光電門1左側(cè)某處 待砝碼靜止不動(dòng)時(shí) 釋放滑塊 要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2 從數(shù)字計(jì)時(shí)器 圖中未畫出 上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時(shí)間 t1和 t2 用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M 再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m 2 用表示直接測(cè)量量的字母寫出下列所求物理量的表達(dá)式 滑塊通過光電門1和光電門2時(shí)瞬時(shí)速度分別為v1 和v2 當(dāng)滑塊通過光電門1和光電門2時(shí) 系統(tǒng) 包括滑塊 擋光條 托盤和砝碼 的總動(dòng)能分別為Ek1 和Ek2 在滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中 系統(tǒng)勢(shì)能的減少 Ep 重力加速度為g 3 如果 Ep 則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律 變式訓(xùn)練 2 2016 河北邯鄲模擬 圖6為驗(yàn)證小球做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒的裝置圖 圖中O點(diǎn)為釋放小球的初始位置 A B C D各點(diǎn)為固定速度傳感器的位置 A B C D O各點(diǎn)在同一豎直線上 1 已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間 則要完成實(shí)驗(yàn) 還需要測(cè)量的物理量是 A 小球的質(zhì)量mB 小球下落到每一個(gè)速度傳感器時(shí)的速度C 各速度傳感器與O點(diǎn)之間的豎直距離hD 小球自初始位置至下落到每一個(gè)速度傳感器時(shí)所用的時(shí)間t 2 作出v2 h圖像 由圖像算出其斜率k 當(dāng)k 時(shí) 可以認(rèn)為小球在下落過程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒 3 寫出對(duì)減小本實(shí)驗(yàn)誤差有益的一條建議