實驗六驗證機械能守恒定律.ppt

第六講 實驗六：驗證機械能守恒定律,1掌握實驗的原理、操作過程和注意事項 2會利用紙帶求物體的速度，從而計算物體的動能，并用來驗證自由落體運動中機械能守恒,鐵架臺(含鐵夾)、打點計時器、學生電源、紙帶、復寫紙、導線、毫米刻度尺、重物(帶紙帶夾),1安裝置：如圖所示，將檢查、調(diào)整好的打點計時器豎直固定在鐵架臺上，接好電路 2打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點計時器的地方先接通電源，待打點穩(wěn)定后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落 更換紙帶重復做35次實驗,1打點計時器要豎直：安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)以減少摩擦阻力 2重物密度大：重物應選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料 3一先一后：應先接通電源，讓打點計時器正常工作后，再松開紙帶讓重物下落,用閃光照片驗證機械能守恒,某同學利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律頻閃儀每隔0.05 s閃光一次，圖中所標數(shù)據(jù)為實際距離，該同學通過計算得到不同時刻的速度如下表(當?shù)刂亓铀俣热?.8 m/s2，小球質(zhì)量m0.2 kg，計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)：,(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5_m/s； (2)從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量Ep_J，動能減少量Ek_J； (3)在誤差允許的范圍內(nèi)，若Ep與Ek近似相等，從而驗證了機械能守恒定律由上述計算得Ep_Ek(選填“”、“”或“”)，造成這種結(jié)果的主要原因是_,答案： (1)3.48 (2)1.24 1.28 (3) 存在空氣阻力,用打點計時器進行驗證,某實驗小組在做“驗證機械能守恒定律”實驗中，提出了如圖所示的甲、乙兩種方案：甲方案為用自由落體運動進行實驗，乙方案為用小車在斜面上下滑進行實驗,(1)組內(nèi)同學對兩種方案進行了深入的討論分析，最終確定了一個大家認為誤差相對較小的方案，你認為該小組選擇的方案是_，理由是_,(2)若該小組采用圖甲的裝置打出了一條紙帶如圖丙所示，相鄰兩點之間的時間間隔為0.02 s，請根據(jù)紙帶計算出B點的速度大小_m/s.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) (3)該小組內(nèi)同學根據(jù)紙帶算出了相應點的速度，作出v2h圖線如圖所示，請根據(jù)圖線計算出當?shù)氐闹亓铀俣萭_m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),答案： (1)圖甲；采用圖乙實驗時，由于小車與斜面間存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小車在下滑的過程中機械能不守恒，故圖乙不能用于驗證機械能守恒 (2)1.37 (3)9.75,拓展創(chuàng)新實驗用光電門和氣墊導軌進行驗證,甲,(2011海南卷14)現(xiàn)要通過實驗驗證機械能守恒定律實驗裝置如圖甲所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導軌垂直；,導軌上的B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t.用d表示A點到導軌底端C點的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，x表示A、B兩點間的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度用g表示重力加速度完成下列填空和