高考物理复习实验验证机械能守恒定律市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件.pptx

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,*,*,*,物理,课标版,第6讲试验：验证机械能守恒定律,1/31,基础梳理,试验目标,利用自由落体运动验证只有重力作用下物体机械能守恒。,试验原理,1.在只有重力做功自由落体运动中,物体重力势能转化为动能,但总,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,势能降低许为,mgh,动能增加量为,mv,2,看它们在试验误差允许范,围内是否相等,若相等则验证了机械能守恒定律。,2/31,x,n,+1,由公式,v,n,=,或,v,n,=,算出,如图所表示。,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,重物(带纸带夹)。,2.计算打第,n,个点速度方法:测出第,n,个点与相邻前后点间距离,x,n,和,3/31,试验步骤,1.安装置:按图将检验、调整好打点计时器竖直固定在铁架台上,接好,电路。,4/31,2.打纸带: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。,3.选纸带:分两种情况说明,(1)用,m,=,mgh,n,验证时,应选点迹清楚,且1、2两点间距离小于或靠近2,mm纸带。若1、2两点间距离大于2 mm,这是因为先释放纸带,后,接通电源造成。这么,第1个点就不是运动起始点了,这么纸带不,能选。,(2)用,m,-,m,=,mg,h,验证时,因为重力势能相对性,处理纸带时,选,择适当点为基准点,这么纸带上打出第1、2两点间距离是否为,2 mm就无关紧要了,所以只要后面点迹清楚就可选取。,5/31,数据处理,方法一:利用起始点和第,n,点计算。代入,gh,n,和,假如在试验误差允许,条件下,gh,n,和,相等,则验证了机械能守恒定律。,方法二:任取两点计算,(1)任取两点,A,、,B,测出,h,AB,算出,gh,AB,。,(2)算出,-,值。,(3)在试验误差允许条件下,若,gh,AB,=,-,则验证了机械能守恒定,律。,方法三:图像法。从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点下,落高度,h,并计算各点速度平方,v,2,然后以,v,2,为纵轴,以,h,为横轴,依据实,验数据绘出,v,2,-,h,图线。若在误差允许范围内图线是一条过原点且斜,率为,g,直线,则验证了机械能守恒定律。,6/31,误差分析,1.本试验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打,点计时器与纸带间摩擦阻力)做功,故动能增加量,E,k,稍小于重力势,能降低许,E,p,即,E,k,E,k,所以空气阻力,会造成,E,p,E,k,但表中为,E,k,E,p,所以不一样意他观点。,(4)钢球球心和遮光条都绕悬点做圆周运动,但运动半径不一样,所以分别,测出光电门和球心到悬点长度,L,和,l,遮光条在光电门处速度,v,=,则,钢球速度,v,=,l,能够减小表中差异。,27/31,方法指导,(1)钢球高度改变应为钢球球心间高度差,所以应测球心间竖直,距离。,(3)因存在空气阻力,所以重力势能改变量应大于动能改变量。,(4)不一样半径,同一圆心圆周运动,其线速度不一样,故应将遮光条在光电,门处速度折算成钢球球心处速度。,28/31,(湖北武汉武昌调研,22)试验小组用细线做了以下试验,请完成填空:,将细线一端固定,另一端系在弹簧测力计挂钩上,水平拉细线,迟缓增大,拉力,当测力计示数如图甲时,细线刚好拉断。该细线能承受最大拉,力为,N;,甲,用螺旋测微器测量一金属球直径,读数如图乙,则该金属球直径为,m;,29/31,用完全相同细线与该小球做成一个摆,细线上端固定在,O,点,如图丙,测出线长,再加上小球半径,得到悬点,O,到小球球心距离为1.000 0 m。,乙,丙,30/31,在悬点,O,正下方,A,点钉上一个光滑钉子,再将小球拉起至细线水平,且绷直,由静止释放小球,摆至竖直时,细线碰到钉子,为使细线不停裂,A,与,O,距离应满足条件是:,。(取重力加速度,g,=9.,8 m/s,2,不计空气阻力),答案,4.901.2947,10,-2,(1.29461.2948均可),AO,小于0.5 m,解析,弹簧测力计读数为4.90 N,则细线能承受最大拉力为4.90,N。螺旋测微器读数为12.945 mm,则金属球直径大小为12.947,mm,即为1.294 7,10,-2,m。假设,O,、,A,两点间距离为,x,时细线刚好断裂,设小球到最低点时速度为,v,由机械能守恒定律有,mgL,=,mv,2,小球在,最低点时,由牛顿第二定律有,T,-,mg,=,m,解得,x,=0.5 m,为了满足细线,不停裂,则,O,、,A,两点间距离应小于0.5 m。,31/31,