第五章 实验六 验证机械能守恒定律-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教学课件PPT（旧教材，人教版）

实验六　验证机械能守恒定律 解读 实验基础 ●注意事项 1.安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直平面内以减少摩擦力。 2.重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。 3.应先接通电源,让打点计时器正常工作后,再松开纸带让重物下落。 4.纸带长度选用60 cm左右为宜,应选用点迹清晰的纸带进行测量。 ●误差分析 1.减小测量误差:一是测下落距离时都从0点量起,一次将各点对应的下落高度测量完;二是多测几次取平均值。 创新 科学探究 题型一　常规实验 [例1] 某同学利用如图甲所示的实验装置来探究物体在下落过程中机械能是否守恒。 下面列举了该实验的几个操作步骤: A.用天平测出重物的质量; B.按照图示的装置安装器材; C.将打点计时器接到电源的“直流输出”上; D.释放纸带,立即接通电源开关打出一条纸带; E.测量纸带上某些点间的距离; F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。 (1)该同学在实验操作中不一定要进行的步骤是　　　　。(填字母)  答案:(1)A [例1] 某同学利用如图甲所示的实验装置来探究物体在下落过程中机械能是否守恒。 下面列举了该实验的几个操作步骤: A.用天平测出重物的质量; B.按照图示的装置安装器材; C.将打点计时器接到电源的“直流输出”上; D.释放纸带,立即接通电源开关打出一条纸带; E.测量纸带上某些点间的距离; F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。 (2)请指出图中及在上述实验操作中存在的不当或明显错误的地方: ①　 ;  ②　 ;  ③  　。 解析:(2)①B项中,安装器材时图中重物离打点计时器过远,纸带空白太长,应使重物靠近打点计时器,以在纸带上打出更多的点。 ②C项中打点计时器不能使用直流电源,应使用交流电源。 ③D项中实验时应先接通电源,打点计时器工作稳定后再释放纸带。 答案:(2)①B项中安装器材时,应使重物靠近打点计时器　②C项中打点计时器应使用交流电源　③D项中实验时应先接通电源,打点计时器工作稳定后再释放纸带 [例1] 某同学利用如图甲所示的实验装置来探究物体在下落过程中机械能是否守恒。 下面列举了该实验的几个操作步骤: A.用天平测出重物的质量; B.按照图示的装置安装器材; C.将打点计时器接到电源的“直流输出”上; D.释放纸带,立即接通电源开关打出一条纸带; E.测量纸带上某些点间的距离; F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。 (3)另一位同学利用光电门传感器设计了如图乙所示的实验装置来研究小物体自由下落时机械能是否守恒,图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器。实验时测得A、B两光电门之间的竖直距离为h,小物体从某高处先后通过A、B,小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1,通过B的挡光时间为t2。 ①请写出能证明自由落体过程中小物体机械能守恒时应满足的关系式　　　　　　　　。 ②请指出该同学的实验设计和操作中可能会引起明显误差的地方(请至少写出一种): 　 。 ②可能会引起明显误差的地方有:A、B两光电门之间的竖直距离 h的测量误差;小物体上挡光片的宽度d偏大,导致瞬时速度测量不准确。 [模拟演练1] (2022·四川内江模拟)某同学采用如图甲所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验。 (1)指出图甲装置中一处不合理的地方　　　　　　　　　。  解析:(1)重物离打点计时器太远,有可能出现纸带上没点或者点太少,不利于测量,所以应该让重物靠近打点计时器。 答案:(1)重物离打点计时器太远 [模拟演练1] (2022·四川内江模拟)某同学采用如图甲所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验。 (2)正确操作后,该同学打出了一条纸带(如图乙所示)。测得0、4两个计时点间的距离h为　　　　cm;通过计算可得出第4点的速度v的大小为　　　m/s。(计算保留3位有效数字) 答案:(2)5.75　1.10 [模拟演练1] (2022·四川内江模拟)某同学采用如图甲所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验。 答案:(3)小于　第0个点不是下落的起始点,该点重物有动能 [模拟演练2] 某实验小组用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。光电门1、光电门2固定在铁架台上,两光电门分别与数字计时器连接。当地的重力加速度为g。 (1)实验前先用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图乙所示,则小球的直径为d=　　 　　mm。  解析:(