高考物理一轮总复习精品课件 第5章 机械能 实验6 验证机械能守恒定律.ppt

(3)如果以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的图线应是下图中的。?答案:(1)秒表、天平(2)0.490.48存在摩擦阻力做负功(3)B解析:(1)因为打点计时器就是计时工具,所以该实验中不需要秒表;只需验证v2=2gh,因此也不需要天平。对点演练1.(2023湖北重点中学联考)如图甲所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。甲(1)对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的有。?A.重物选用质量和密度较大的金属锤B.两限位孔在同一竖直面内上下对正C.精确测量出重物的质量D.用手托稳重物,接通电源后,松手释放重物(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图乙所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有。?A.OA、AD和EG的长度B.OC、BC和CD的长度C.BD、CF和EG的长度D.AC、BD和EG的长度答案:(1)AB(2)BC乙解析:(1)选用质量大的金属锤,可保证下落过程中纸带竖直不松弛;金属锤密度大,体积就小,下落过程中所受阻力小;上下限位孔对正,可减小摩擦;本实验中要验证,即验证v2=2gh,不用测量重物的质量;实验时用手抓紧纸带上端,接通电源,打点计时器工作稳定后,再松手释放纸带,不要用手托住重物。综上所述,A、B正确,C、D错误。(2)本实验中,需要测某点的瞬时速度和从起始点到该点的距离,或者两点的速度及其间距,符合要求的选项有B、C。考点二实验的改进与创新实验原理的创新?1.利用钢球摆动来验证机械能守恒定律2.利用光电门测定摆球的瞬时速度实验器材的创新?1.小球在重力作用下做竖直上抛运动2.利用频闪照片获取实验数据实验过程的创新?1.利用系统机械能守恒代替单个物体的机械能守恒2.利用光电门测算滑块的瞬时速度典例2.(2022湖北卷)某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器,另一端连接小钢球,如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放,使小钢球在竖直平面内摆动,记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值Fmax和最小值Fmin。改变小钢球的初始释放位置,重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的Fmax-Fmin图象是一条直线,如图乙所示。甲乙(1)若小钢球摆动过程中机械能守恒,则图乙中直线斜率的理论值为。(2)由图乙得,直线的斜率为,小钢球的重力为N。(结果均保留2位有效数字)?(3)该实验系统误差的主要来源是。?A.小钢球摆动角度偏大B.小钢球初始释放位置不同C.小钢球摆动过程中有空气阻力思维点拨:本实验的创新之处在于根据圆周运动的条件和机械能守恒定律得到最大拉力与最小拉力的关系,根据图象进行数据的分析。答案:(1)-2(2)-2.10.59(3)C解析:(1)设初始位置时,细线与竖直方向夹角为θ,则细线拉力最小值为Fmin=mgcosθ(3)该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力,使得机械能减小,故选C。对点演练2.(2023江苏八校联考)小明同学在学习机械能守恒定律时,老师讲到“做平抛运动的物体机械能守恒”,小明对此感到怀疑,决定亲手做一做,来验证老师的结论是否正确。于是他找来了研究自由落体运动时用到的频闪相机,通过频闪照相的方法得到了小球运动的几个位置A、B、C、D、E,如图所示。已知频闪相机的频率为10Hz,O点为平抛运动的起点,以O为坐标原点,沿水平和竖直方向建立直角坐标系,经测量得到几个位置的坐标列表如下。已知小球的质量为0.2kg,重力加速度g取9.8m/s2,请你帮助小明对测量的数据进行分析[第(1)(2)(4)问结果均保留三位有效数字]。位置ABCDEx/cmx0x0+25.00x0+50.00x0+75.00x0+100.00y/cm122.50176.40240.10315.60396.90(1)该平抛的初速度大小为m/s。?(2)从O点到D点,小球动能的增加量为J,重力势能的减少量为J。?(4)通过对测量结果进行分析可以得出,表中x0=cm。?答案:(1)2.50(2)6.156