高考物理一轮复习实验增分专题6验证机械能守恒定律学案.doc
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1、1 / 11【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习实验增分专题精选高考物理一轮复习实验增分专题 6 6验证机械能守恒定律学案验证机械能守恒定律学案考纲要求考情分析命题趋势验证机械能守恒定律2017天津卷,9(2)2016全国卷,22本实验在全国高考考查频率较高,应给予足够重视,要理解其实验原理,注意该实验的改进创新,这也是高考的重点,要会根据机械能守恒定律灵活分析知识梳理夯实基础一、实验目的验证机械能守恒定律二、实验原理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
2、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,则验证了机械能守恒定律2计算打第 n 个点时速度的方法:如图所示,由公式可得第 n个点的速度 vn.三、实验器材铁架台(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)四、实验过程1安装置: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 / 112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 35 次实验3选纸带:在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带
3、,在起点标上 0,以后各点依次标上 1、2、3、4用刻度尺测出对应下落高度 h1、h2、h3、h4五、数据处理1求瞬时速度由公式 vn可以计算出重物下落 h1、h2、h3的高度时对应的瞬时速度 v1、v2、v32验证守恒方法一:利用起始点和第 n 点计算,代入 ghn 和 v,如果在实验误差允许的范围内,ghnv,则说明机械能守恒定律是正确的方法二:任取两点 A、B 测出 hAB,算出 ghAB 和的值,如果在实验误差允许的范围内,ghABvv,则说明机械能守恒定律是正确的方法三:图象法,从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点的下落高度 h,并计算各点速度的平方 v2,然后以 v2 为纵轴
4、,以 h 为横轴,根据实验数据绘出 v2h 图线若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为 g 的直线,则验证了机械能守恒六、误差分析1系统误差:本实验中因重锤和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点计时器阻力)做功,故动能的增加量 Ek 稍小于重力势能的减少量 Ep,即 EkEk,所以空气阻力会造成 EpEk,但表中为 EkEp,因此不同意他的观点(4)钢球球心和遮光条都绕悬点做圆周运动,但运动半径不同,因此分别测出光电门和球心到悬点的长度 L 和 l,遮光条在光电门处的速度 v,则钢球的速度 vl,可以减小表中差异对应演练迁移运用1.如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图现有的
5、器材为带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带夹子的重锤、天平回答下列问题:(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有_AD_.(填入正确选项前的字母)B秒表A刻度尺 D012 V 的交流电源 C012 V 的直流电源 (2)实验中误差产生的原因有_纸带和打点计时器之间有摩擦;用刻度尺测量长度时读数有误差_.(写出两个原因)解析 本实验需测量长度,但不需要计时,选项 A 正确,B 错误;打点计时器需要用交流电源,选项 C 错误,选项 D 正确(2)摩擦和长度测量读数问题是产生误差的主要原因2小张同学准备做“验证机械能守恒定律”实验,小李同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验(1)
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