2012《金版新学案》高三一轮(人教版)物理课件：必修2第5章第五讲实验六：验证机械能守恒定律.pptVIP

第五讲　实验六：验证机械能守恒定律 验证机械能守恒定律 铁架台(含铁夹)、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物(带纸带夹)． 一、实验步骤 1．按图所示将检查、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3～5次实验． 1．安装打点计时器时要竖直架稳，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．应先接通电源，让打点计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落． 用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．重锤由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，即可验证机械能守恒定律． (1)下面列举了该实验的几个操作步骤：(　　) A．按照图示装置安装好器材 B．将打点计时器接到直流电源上 C．先松开悬挂纸带的夹子，后接通电源打出一条纸带 D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，填写选项对应的字母________． (2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度的数值．如图乙所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E.测量出A点距打下的第一个点O距离为x0，点A、C间的距离为x1，点C、E间的距离为x2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算重锤下落的加速度的表达式为a＝________，打点C时重锤的速度v＝________. 某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．该同学经正确操作得到打点纸带，在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点，依次为1、2、3、4、5、6、7，测量各计数点到第一个点的距离h，并正确求出打相应点时的速度v.各计数点对应的数据见下表： 请在图乙坐标中，描点作出v2－h图线；由图线可知，重锤下落的加速度g′＝________m/s2(保留三位有效数字)；若当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的重锤机械能守恒的依据是________． 解析：　若机械能守恒，则满足v2＝2gh则v2－h图线的斜率表示当地的重力加速度的2倍，所作的图线可求出斜率为19.5，故g′＝9.75 m/s2，误差允许的范围内g′＝g，故机械能守恒． 答案：　如图所示　9.75(9.69～9.79均可) 图线为通过坐标原点的一条直线，所求g′与g基本相等(不说明“通过坐标原点”也给分) 某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道末端水平，离地面的高度为H.将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为x. (1)若轨道完全光滑，x2与h的理论关系应满足x2＝________(用H、h表示)． (2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示： 请在坐标系上作出x2－h关系图． (3)对比实验结果与理论计算得到的x2－h关系图线(如图所示)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率________(填“小于”或“大于”)理论值． (4)从x2－h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是______________________________________________________________________________________________________________________________ (3)由于阻力的影响，实际抛出速率小 于理论值． (4)主要是摩擦力的影响，还有转动的 因素． 工具 必考部分 必修1 第三章 牛顿运动定律 12.3 9.80 7.45 5.43 3.76 v2(m2/s2) 3.50 3.13 2.73 2.33 1.94 v(m/s) 0.777 0.630 0.497 0.380 0.279 0.194 0.124 h(m) 7 6 5 4 3 2 1 计数点 7.78 6.53 5.20 3.89 2.62 x2(10－1m2) 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 h(10－1m) * * 工具 必考部分 必修1 第三章 牛顿运动定律 1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的机械能保持不变．若物体某时刻瞬时速度为v，下落高度为h，则重力势能的减少量为mgh，动能的增加量为mv2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守