资源描述
,自主学习,考点突破,第六章机械能守恒定律,高考总复习 一轮复习导学案 物理,单击此处编辑母版文本样式,随堂验收,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章机械能守恒定律,试验五：验证机械能守恒定律,0,1/63,2/63,1.了解验证机械能守恒定律试验原理,2.会分析试验误差，会处理试验数据,3.会对探究性试验进行合理分析,3/63,重力,mgh,4/63,3.试验器材,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，_(带纸带夹),重物,5/63,4.试验步骤,(1)按图所表示将检验、调整好打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路,(2)将纸带一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器地方先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落更换纸带重复做35次试验,6/63,(3)从已打出纸带中，选出第一、二点间距离靠近2 mm而且点迹清楚纸带进行测量,(4)在挑选纸带上，记下第一点位置,O,，并在纸带上从任意点开始依次选取几个点1、2、3、4、并量出各点到位置,O,距离，这些距离就是物体运动到点1、2、3、4、时下落高度,h,1,、,h,2,、,h,3,、,h,4,、,(5)利用公式,v,_分别求出物体在打下点2、3、4、时瞬时速度,v,2,、,v,3,、,v,4,、,7/63,8/63,5.注意事项,(1)打点计时器要稳定地固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，以减小摩擦阻力,(2)应选取质量和密度较大重物，增大重力可使阻力影响相对减小，增大密度能够减小体积，可使空气阻力减小,(3)试验中，需保持提纸带手不动，且确保纸带竖直，待接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带,(4)测下落高度时，要从第一个点测起，而且各点对应下落高度要一次测量完,9/63,10/63,6.误差分析,(1)实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器阻力)做功，故动能增加量必定稍小于势能降低许，这是属于系统误差，降低空气阻力影响产生方法是：使纸带下挂重物重力大些，且体积要小,11/63,(2)打点计时器产生误差：,因为交变电流周期改变，引发打点时间间隔改变而产生误差；,计数点选择不好；振动片振动不均匀；纸带放置方法不正确引发摩擦，造成试验误差；,打点时阻力对纸带运动性质有影响，这也属于系统误差,(3)因为测长度带来误差属偶然误差，降低方法一是测距离时都应_，二是多测几次取平均值,从,O,点量起,12/63,13/63,试验原理与操作,14/63,15/63,2.试验操作步骤,安装穿纸带打纸带处理数据,3.试验注意事项,(1)打点计时器安装稳固，并使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力,(2)试验中，需保持提纸带手不动，待接通电源，打点计时器工作稳定后再松开纸带让重物下落,(3)选取纸带时，本着点迹清楚，且1、2两点间距离靠近2 mm标准,16/63,17/63,典题演示1(,扬州三模,)“验证机械能守恒定律”试验装置如图甲所表示，某小组完成了一系列试验操作后，得到了一条纸带如图乙所表示，选取纸带上某个清楚点标为,O,，然后每两个打点取一个计数点，分别标为1、2、3、4、5、6，用刻度尺量出计数点1、2、3、4、5、6与,O,点距离分别为,h,1,、,h,2,、,h,3,、,h,4,、,h,5,、,h,6,.,甲,乙,18/63,(1)已知打点计时器打点周期为,T,，可求出各个计数点对应速度分别为,v,1,、,v,2,、,v,3,、,v,4,、,v,5,，其中,v,5,计算式为,v,5,_.,(2)若重锤质量为,m,，取打点,O,时重锤所在水平面为参考平面，分别算出打各个计数点时对应重锤势能,E,p,和动能,E,k,，则打计数点3时对应重锤势能,E,p3,_；接着在,Eh,坐标系中描点作出如图丙所表示,E,k,h,和,E,p,h,图线，求得,E,p,h,图线斜率绝对值为,k,1,，,E,k,h,图线斜率为,k,2,.则,k,1,与,k,2,满足_关系时，重锤机械能守恒,mgh,3,k,1,k,2,丙,19/63,(3)关于上述试验，以下说法中正确是_,A.试验中可用干电池作为电源,B.为了减小阻力影响，重锤密度和质量应该适当大些,C.若纸带上打出点被拉长为短线，应适当调高电源电压,D.图丙,E,k,h,图线纵轴上截距表示重锤经过参考平面时动能,(4)关于该试验操作，你还能提出哪些注意事项(写出1条)：_ _.,BD,重锤从靠近打点计时器处释放或调整打点计时器限位,孔在同一竖直线上,20/63,21/63,1.纸带选取：选取纸带时应尽可能挑选第1点点迹清楚且1、2两点之间距离靠近2 mm纸带，这么一条纸带统计运动才靠近自由落体运动,数据处理与误差分析,22/63,23/63,24/63,3.误差分析：,(1)重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带与计时器之间摩擦力计时器平面不在竖直方向，纸带平面与计时器平面不平行是阻力增大原因电磁打点计时器阻力大于电火花计时器因为阻力存在，重物动能增加量稍小于势能降低许，即,E,k,50 Hz，因为速度值仍按频率为50 Hz计算，频率计算值比实际值偏小，周期值偏大，算得速度值偏小，动能值也就偏小，使,E,k,E,p,误差深入加大；依据一样道理，若,f,50 Hz，则可能出现,E,k,E,p,结果,(3)因为测长度带来误差，减小方法之一是测距离时应从,O,点量起，之二是多测几次，然后取平均值,26/63,典题演示2,(无锡一模),如图甲所表示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”试验有一直径为,d,、质量为,m,金属小球由,A,处静止释放，下落过程中能经过,A,处正下方、固定于,B,处光电门，测得,A,、,B,间距离为,H,(,H,d,)，光电计时器统计下小球经过光电门时间为,t,，当地重力加速度为,g,.则：,甲,27/63,(1)如图乙所表示，用游标卡尺测得小球直径,d,_mm.,(2)小球经过光电门,B,时速度表示式为_,乙,7.25,28/63,_.,(4)试验中发觉动能增加量,E,k,总是稍小于重力势能降低许,E,p,，增加下落高度后，则,E,p,E,k,将_(填“增大”“减小”或“不变”),丙,增大,29/63,30/63,试验改进与创新,31/63,32/63,33/63,(1),E,p,mgh,计算钢球重力势能改变大小，式中钢球下落高度,h,应测量释放时钢球球心到_之间竖直距离,A.钢球在,A,点时顶端,B.钢球在,A,点时球心,C.钢球在,A,点时底端,B,34/63,1.50(1.491.51都算对),1.50(1.491.51都算对),35/63,36/63,37/63,38/63,1.,(原创),小明用图甲试验装置来“验证机械能守恒定律”，他按正确试验步骤操作，从打出纸带中选出了一条点迹比较清楚纸带，在纸带上舍去开始密集点迹，从便于测量点开始，每隔一个打点间隔取一个计数点，如图乙所表示，分别测量出计数点1、2、3、4、5、6到计数点0距离,甲,乙,39/63,61.4,11.186,40/63,(2)依据上表数据作出了如图丙所表示,v,2,-h,图线，,丙,41/63,(3)由该图象可得出结论是_ _,(4)由图象可求得该地重力加速度,g,_.,在只有重力做功条件下,物体机械能守恒,9.62m/s,2,42/63,43/63,44/63,2.,(苏锡常镇二模),某试验小组用图甲所表示装置研究系统在金属轨道上运动过程中机械能是否守恒：将一端带有滑轮长金属轨道水平放置，重物经过细绳水平牵引小车沿轨道运动，利用打点计时器和纸带统计小车运动.,(1)本试验中小车质量_(填“需要”或“不需要”)远大于重物质量,甲,不需要,45/63,(2)将小车靠近打点计时器，将穿好纸带拉直，接通电源，释放小车.图乙是打出一条清楚纸带，,O,点是打下第一个点，1、2、3、4、5是连续计数点，,O,点和计数点1之间还有多个点(图中未画出)，相邻计数点间时间间隔为0.02 s.在打计数点4时小车速度,v,_m/s(保留三位有效数字)若已知重物质量为,m,，小车质量为,M,，则从点,O,到点4过程中，系统降低重力势能为_J，增加动能为_J(取,g,9.8 m/s,2,，数字保留两位小数),2.30,5.18,m,2.65(,m,M,),乙,46/63,47/63,3.,(金陵中学),利用图示试验装置探究重物下落过程中动能与重力势能转化问题,(1)试验操作步骤以下，请将步骤B补充完整：,A.按试验要求安装好试验装置；,B.使重物靠近打点计时器，接着先_，后_，打点计时器在纸带上打下一系列点；,接通电源,放开纸带,48/63,C.下列图为一条符合试验要求纸带，,O,点为打点计时器打下第一点分别测出若干连续点,A,、,B,、,C,、与,O,点之间距离,h,1,、,h,2,、,h,3,、.,mgh,2,49/63,2.80(2.732.87均可),50/63,(4)经过对,k,1,和,k,2,比较分析，可得到结论是(只要求写出一条)：_ _.,k,2,小于,k,1,，动能增量小于重力势能降低许(其它结论合理也可),51/63,52/63,4.,(南京、盐城一模),在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”试验时小明选择一条较为满意纸带，如图甲所表示他舍弃前面密集点，以,O,为起点，从,A,点开始选取纸带上连续点,A,、,B,、,C,、，测出,O,到,A,、,B,、,C,、距离分别为,h,1,、,h,2,、,h,3,、.电源频率为,f,.,甲,乙,53/63,(1)为降低阻力对试验影响，以下操作可行是_,A.选取铁质重锤,B.安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上,C.释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直,D.重锤下落中手一直提住纸带上端，保持纸带竖直,(2)打,B,点时，重锤速度,v,B,为_,(3)小明用试验测得数据画出,v,2,h,图象如图乙所表示图线不过坐标原点原因是_.,ABC,打下,O,点时重锤速度不为零,54/63,(4)另有四位同学在图乙基础上，画出没有阻力时,v,2,h,图线，并与其比较，其中正确是_,B,55/63,56/63,5.,(改编),用图甲装置来验证机械能守恒定律：光滑圆弧末端,B,与桌面边缘水平相切，试验步骤以下：,甲,57/63,在木板上用图钉固定好白纸和复写纸，然后按图安装好试验装置,让小球从斜槽顶端静止释放，小球滑到斜槽低端时撞到木板，在白纸上留下痕迹为,O,.,把木板沿水平向右移动,s,距离后再将其固定，再将小球从,A,点静止释放，小球水平抛出后撞到木板在白纸上留下痕迹为,P,，并测出,OP,之间高度,H,1,.,将木块向右移动到距离桌面边缘分别为2,s,、3,s,、4,s,远处固定，依次重复步骤,，计小球依次在白纸上留下痕迹为,Q,、,R,、,T,，测出,OO,、,OR,、,OT,距离,H,2,、,H,3,、,H,4,.,58/63,由试验数据作出了如图乙所表示,s,2,-,H,图象,乙,59/63,(1)用图甲装置来探究小球斜面,A,点处运动到,B,点处这一过程中机械能是否守恒，还需知道物理量是_(请附上相关符号),(2)试验中,s,2,与,H,之间关系为,s,2,_ _(说出每个物理量所表示物理意义),AB,高度,h,4,Hh,(,s,是木板到桌子右边缘处距离，,H,是,O,点到每次试验中小球在复写纸上留下轨迹点竖直方向距离,),60/63,(3)由图乙求得,AB,斜面高度为,h,_ m若小球质量为0.500 kg，挡板与斜面,B,点水平距离,L,4.00 m时，小球从,B,点运动到与挡板相碰时，小球重力势能降低许为,E,p,_J，此时小球动能增加量为,E,k,_J，可见小球从,B,点抛出后在下落过程中机械能_,0.100,1.96,1.96,守恒,61/63,62/63,63/63,
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
