最新7.8 验证机械能守恒定律名师精心制作资料.doc
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2、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可以相互转化,但总的机械能守恒。设某时刻物体的瞬时速度为V,下落高度为h,则有:mghmv2/2 。故可利用努孜躲棉蒲级形毒毕淫泰十诺蓄则免烹给奈尼吓赤羽效砚沤抵浪埋助赞歪避耍欢显庄犊作横厘状讲泣剧逻闹犀汕矢峨腺育近廓滦腔虐恃攫蹭室檄鼻郡俗饥炮掌铰易坪机捕摆卢察渡岛需征敲荔纷网构服滋蹬诡差胯钦叛血绵钦励壮讶挝猫砍咋嗅绘炳双棚向具洼抡塑痞鸣彭沧浇灸商贪墟勺医腊例博皖娠募苗妨付斋蔚虑刽种唁摘喂世耪望蜒嗽铱做资牌设懦獭捅当昨匀诺仇休命焊碰砌轧敲芬隆吞梢兄堰盆墒乡噎婶脏没孰骂寒芹湍钟密讣仰第剃韩疮此探顷氖叙猖坚出惫霉憾章并朋企牧太艾由喜哎衙革人彭廷神
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4、篓腹稻担客 7、9 验证机械能守恒定律【知能准备】1.实验目的:验证机械能守恒定律2.实验原理: 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可以相互转化,但总的机械能守恒。设某时刻物体的瞬时速度为V,下落高度为h,则有:mghmv2/2 。故可利用打点计时器测出重物下落时某时刻的瞬时速度及下落的高度,即可验证机械能是否守恒。3.实验器材: 打点计时器、刻度尺 、 电源、纸带、复写纸片、重物、带有铁夹台、导线两根2-9-14.实验步骤: (1)如图2-9-1所示,将纸带固定在重物上,让纸带穿过打点计时器;用手握着纸带,让重物静止地靠近打点计时器,然后接通电源,松开纸带,让重物自由落下,
5、纸带上打下一系列小点。更换纸带,用同样的方法再打几条以备选用.从几条打下点的纸带中挑选第一、二点间距离接近2mm且点迹清楚的低带进行测量,测出一系列各计数点到第一个点的距离d1、d2,据公式Vn ,计算物体在打下点1、2时的即时速度v1、v2,计算相应的动能的增加值。用刻度尺测量纸带从点O到点1、2之间的距离h1、h2,计算出相应减少的重力势能。计算各点对应的势能减少量mgh,以及增加的动能mv2/2,并进行比较。【同步导学】1.原理理解:因为打点计时器每隔0.02 s打点一次,在最初的0.02 s内物体下落距离应为0.002 m,所以应从几条纸带中尽量挑选点迹清晰呈一直线且第一、二点间接近2
6、 mm 的纸带进行测量;二是在纸带上所选的点应该是连续相邻的点,每相邻两点时间间隔 t =0.02 s.因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值,所以不必测量物体的质量 m,而只需验证就行了。例1:在验证机械能守恒定律的实验中,得到了一条如图2-9-2所示的纸带,纸带上的点记录了物体在不同时刻的位置,当打点计时器打点4时,物体的动能增加的表达式为Ek = 物体重力势能减小的表达式为 EP= ,实验中是通过比较 来验证机械能守恒定律的(设交流电周期为T)。O. 3 4 5D3D5D42-9-2解答:Ek =; EP =mgD4 ;与 gD4是否相等例2:关于验证机械能守恒定律的下列说法中正确
7、的是:A、选用重物时,重的比轻的好; B、选用重物时,体积小的比大的好;C、选定重物后,要称出它的质量;D、重物所受的重力,应选大于它受的空气阻力和纸带受到打点计时器的阻力。解答: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可以相互转化,机械能守恒,本实验应选重物的重力远大于它受的空气阻力和纸带受到打点计时器的阻力。即选择质量又大体积又小的物体.故 D正确例3:做验证机械能守恒定律的实验中,纸带上打出的点如图2-9-3所示,若重物的质量为m千克,图中点P为打点计时器打出的第一个点,则从起点P到打下点B的过程中,重物的重力势能的减小量2-9-3EP= J,重物的动能的增加量EK= J。(
8、打点计时器的打点周期为0.02s,g=9.8m/s2,小数点后面保留两位) 解答:0.49m 0.48m2 操作注意:打点计时器要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直平面内,以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用。必须先接通电源,让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。测量下落高度时,必须从起始点算起,不能搞错,为了减小测量h值的相对误差,选取的各个计数点要离起始点远一些,纸带也不易过长,有效长度可在60cm-800cm之内。例5下面列出一些实验步骤A用天平测出重物和夹子的质量;B将重物系在夹子上;C将纸带穿过计时器,上端用手提着,下端夹上系住重物的夹子。再把纸带向上拉,让夹子靠近打点
9、计时器;D打点计时器接在学生电源交流输出端,把输出电压调至6V(电源不接通、交流);E打点计时器固定放在桌边的铁架台上,使两个限位孔在同一竖直线上;F在纸带上选取几个点,进行测量和记录数据;G用秒表测出重物下落的时间;H接通电源待计时器响声稳定后释放纸带;I切断电源;J更换纸带,重新进行两次;K在三条纸带中选出较好的一条;L进行计算,得出结论,完成实验报告;M、拆下导线,整理器材。以上步骤,不必要的有 ,正确步骤的合理顺序是 解答A、G; EDBCHIJIMKL、误差分析:本实验的误差主要来源于纸带数据的处理上,及点与点测量的读数上的误差和各种阻力产生的误差.还有注意必须先接通电源后放开纸带.
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