2013高考?xì)v史 第四單元 第6講 實驗 驗證機械能守恒定律知識研習(xí)課件 魯科版必修2

1、3．實驗器材鐵架臺、夾子、 、、紙帶及復(fù)寫紙片、毫米刻度尺、重物(可用鉤碼代替)、導(dǎo)線．,打點計時器,學(xué)生電源,考點　實驗過程1．實驗步驟(1)安裝置：按圖將檢查、調(diào)整好的打點計時器豎直固定在鐵架臺上，接好電路．(2)打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手提著紙帶，使重物靜止在靠近打點計時器的地方．先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落．,2．注意事項(1)打點計時器要穩(wěn)定

2、地固定在鐵架臺上，打點計時器平面與紙帶限位孔調(diào)整在豎直方向，以減小摩擦阻力．(2)應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，增大重力可使阻力的影響相對減小，增大密度可以減小體積，使空氣阻力減?。?3)實驗中，需保持提紙帶的手不動，且保證紙帶豎直，待接通電源、打點計時器工作穩(wěn)定后，再松開紙帶．(4)測下落高度時，要從第1個打點測起，并且各點對應(yīng)的下落高度要一次測量完．,3．誤差分析(1)本實驗中因重物和紙帶在下落過程中要克服各種阻力(空氣阻力、

3、打點計時器的阻力)做功，故動能的增加量ΔEk稍小于重力勢能的減少量ΔEp，即ΔEk<ΔEp，這屬于系統(tǒng)誤差．改進的辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力．(2)本實驗的另一個誤差來源于長度的測量，屬偶然誤差．減小誤差的辦法是測下落距離時都從0點量起，將各打點對應(yīng)的下落高度一次測量完；或者通過多次測量取平均值來減小誤差．,【案例1】　如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵

4、夾的重錘、天平．回答下列問題：,(1)為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有______(填選項前的字母)．A．米尺B．秒表C．0～12 V的直流電源D．0～12 V的交流電源(2)實驗中誤差產(chǎn)生的原因有____________．(寫出兩個原因)(3) 某同學(xué)利用實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案正確的是：( ),A．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v＝gt計算出瞬時速度v.,D．用

5、刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v.以上方案中只有一種正確，正確的是________．(填入相應(yīng)的字母)【解析】　(1)打點計時器需要交流電源，測量高度h和紙帶上計數(shù)點之間的距離需要米尺．所以選A、D.(2)此實驗主要誤差來源有兩方面：①摩擦阻力；②測量誤差．,(3)在驗證機械能守恒定律的實驗中不能將物體下落的加速度看做g，只能把它當(dāng)做未知的定

6、值，所以正確方案只有D項．【答案】　(1)A、D　(2)紙帶和打點計時器之間有摩擦；用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差．(3)D,【案例2】（2011·海南高考）現(xiàn)要通過實驗驗證機械能守恒定律.實驗裝置如圖所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門

7、時的擋光時間t.用d表示A點到導(dǎo)軌底端C點的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A、B兩點間的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作圖：,（1）若將滑塊自A點由靜止釋放，則在滑塊從A運動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為_________，動能的增加量可表示為_________.若在運動過程中機械能守恒，1/t2與s的關(guān)系式為

8、1/t2=___________.,（2）多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點（A點）下滑，測量相應(yīng)的s與t值.結(jié)果如下表所示：以s為橫坐標(biāo)，1/t2為縱坐標(biāo)，在如圖位置的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個數(shù)據(jù)點；根據(jù)5個數(shù)據(jù)點作直線，求得該直線的斜率k=_____×104 m-1·s-2（保留3位有效數(shù)字）.,由測得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計算出 直線的斜率k0，將k和k0進行比

9、較，若其差值在實驗允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此實驗驗證了機械能守恒定律.【解析】（1）當(dāng)滑塊運動到B點時下降高度設(shè)為h′，此時砝碼上升的高度為s，由幾何關(guān)系可知h′=hs/d，故系統(tǒng)減少的重力勢能為Ep=Mgh′-mgs=（Mh-md）gs/d.由于系統(tǒng)從靜止開始運動，運動至B點時的速度vB=b/t，,,,,故動能的增加量 .由