高考物理大一轮复习 第五章实验六 验证机械能守恒定律优秀课件.ppt
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1、高考物理大一轮复习 第五章 实验六 验证机械能守恒定律课件第1页,本讲稿共24页实验目的利用自由落体运动验证只有重力作用下的物体机械能守恒。实验原理知识梳理知识梳理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。第2页,本讲稿共24页2.计算打第n个点速度的方法:测出第n个点与相邻前后点间的距离xn和xn+1,由公式vn=或vn=算出,如图所示。实验器材铁架台(含铁夹),打点计时器,学生电源,纸带,
2、复写纸,导线,毫米刻度尺,重物(带纸带夹)。实验步骤第3页,本讲稿共24页1.安装置:按图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上,接好电路。第4页,本讲稿共24页2.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。第5页,本讲稿共24页3.选纸带:分两种情况说明(1)用m=mghn验证时,应选点迹清晰,且1、2两点间距离小于或接近2mm的纸带。若1、2两点间的距离大于2mm,这是由于先释放纸带,后接通电源造成的。这样,第1个点就不是运动的起始点了,这
3、样的纸带不能选。(2)用m-m=mgh验证时,由于重力势能的相对性,处理纸带时,选择适当的点为基准点,这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否为2mm就无关紧要了,所以只要后面的点迹清晰就可选用。数据处理方法一:利用起始点和第n点计算。代入ghn和,如果在实验误差允许的第6页,本讲稿共24页条件下,ghn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hAB,算出ghAB。(2)算出-的值。(3)在实验误差允许的条件下,若ghAB=-,则验证了机械能守恒定律。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
4、为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出v2-h图线。若在误差允许的范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律。第7页,本讲稿共24页误差分析1.本实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的摩擦阻力)做功,故动能的增加量Ek稍小于重力势能的减少量Ep,即EkEk,产生这一结果的原因是纸带与限位孔的摩擦阻力和空气阻力的影响。第15页,本讲稿共24页4.在研究弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系的实验中,弹簧长度的改变量可以利用刻度尺直接测量得到,而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量。现有两组同学分别按图甲(让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止
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