7.9實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.docVIP

第九節(jié)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課前學(xué)習(xí)【摘要-質(zhì)疑】1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?2.實(shí)驗(yàn)原理： 在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能可以相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能守恒。設(shè)某時(shí)刻物體的瞬時(shí)速度為V，下落高度為h，則有： 。故可利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出重物下落時(shí)某時(shí)刻 的 及下落的高度，即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。 3.實(shí)驗(yàn)器材： 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、 、紙帶、復(fù)寫紙片、重物、 、鐵夾臺(tái)、導(dǎo)線兩根。課堂學(xué)習(xí)【情境-問題-活動(dòng)】1.某學(xué)生在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中有如下操作步驟，試按合理的順序步驟序號(hào)填在下面的線上：_A斷開電源，取下紙帶，選出前兩個(gè)點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶；B把紙帶固定在重錘上；C將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶上提使重錘停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方；D把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在放于桌邊的鐵架臺(tái)上，并與低壓交流電源相連接；E接通電源，同時(shí)釋放紙帶；F求出重錘重力勢(shì)能的減少量EP和動(dòng)能的增加量EK，比較EP和EK得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；G用刻度尺量出所選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)到打下的第一個(gè)點(diǎn)0之間的距離【夯實(shí)基礎(chǔ)-穩(wěn)扎穩(wěn)打】1.（ ）關(guān)于驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的下列說法中正確的是： A、選用重物時(shí)，重的比輕的好； B、選用重物時(shí)，體積小的比大的好； C、選定重物后，要稱出它的質(zhì)量； D、重物所受的重力，應(yīng)選大于它受的空氣阻力和紙帶受到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力。 2( )在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下面敘述正確的是 A.應(yīng)用天平稱出物體的質(zhì)量 B.應(yīng)當(dāng)選用點(diǎn)跡清晰，特別是第一個(gè)點(diǎn)沒有拉成長(zhǎng)條的紙帶 C.操作時(shí)應(yīng)先放紙帶后接電源 D.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在電壓為46V的電源上 3.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，需直接測(cè)量的物理量是 ( ) A重物的質(zhì)量B重力加速度C重物下落的高度D與下落高度對(duì)應(yīng)的重物的瞬時(shí)速度4.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，下列操作正確的是( ) A先釋放重物，后接通電源B用秒表測(cè)量重物下落的時(shí)間C打完一條紙帶后，立即切斷電源D每打完一條紙帶，活動(dòng)復(fù)寫紙位置5.在下面三個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中A驗(yàn)證牛頓第二定律B驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律C碰撞中的動(dòng)量守恒(1)實(shí)驗(yàn)中要使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的有_(2)實(shí)驗(yàn)中要求物體通過某點(diǎn)即時(shí)速度的有_(3)實(shí)驗(yàn)中必須用天平測(cè)物體質(zhì)量的有_(4)實(shí)驗(yàn)中要用刻度尺量長(zhǎng)度的有_(5)實(shí)驗(yàn)中需要平衡摩擦力的有_6.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：(1)現(xiàn)有器材是：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；低壓電源；紙帶；帶夾子的重物；刻度尺；天平；導(dǎo)線；鐵架臺(tái)。其中該實(shí)驗(yàn)不需要的器材是_。(2)實(shí)驗(yàn)中，要從幾條打上點(diǎn)的紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近 _mm并且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量。(3)某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中器材安裝正確，操作規(guī)范，所用交流電的頻率為50Hz，但驗(yàn)證結(jié)果是重物增加的動(dòng)能稍小于它減少的重力勢(shì)能，其主要原因是_。課后學(xué)習(xí)【重難突破-運(yùn)籌演練】7.在用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)中，(1)若用公式v=gt計(jì)算瞬時(shí)速度進(jìn)行驗(yàn)證，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流的頻率為50Hz，甲、乙兩條實(shí)驗(yàn)紙帶，應(yīng)選_紙帶為好（圖）(2)若通過測(cè)量紙帶上某兩點(diǎn)間距離來計(jì)算瞬時(shí)速度進(jìn)行驗(yàn)證的話，設(shè)已測(cè)得點(diǎn)2到4點(diǎn)之間距離為S1，點(diǎn)0到點(diǎn)3之間距離為S2，打點(diǎn)周期為T，為驗(yàn)證自重物開始下落到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)3這段時(shí)間內(nèi)機(jī)械能守恒，實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足S1、S2、T之間的關(guān)系為_(3)重物選取的原則應(yīng)是_8.在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，物體從靜止落下，并在紙帶上打下從0開始的一系列的點(diǎn)，已知所用電源頻率為50Hz，每打5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，各計(jì)數(shù)點(diǎn)與第一個(gè)點(diǎn)0之間的距離見下表點(diǎn)序號(hào)01234距離(cm)05.0019.8544.6078.90(1)則實(shí)驗(yàn)所測(cè)重力加速度值為_；(2)計(jì)數(shù)點(diǎn)2所對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度值為_；(3)實(shí)驗(yàn)中是否需要測(cè)出重物質(zhì)量?_；因?yàn)開9.為了驗(yàn)證物體在自由下落過程中機(jī)械能是守恒的，將m=0.5kg的重物系上一紙帶，并將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，當(dāng)重物自由下落時(shí)，得到如圖所示的記錄紙帶，已知打點(diǎn)周期T=0.02s（設(shè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.9m/s2）計(jì)算打A、B兩點(diǎn)時(shí)重物下落的速率VA=_，VB=_以A、B兩點(diǎn)為例，驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒?Ek=_，mgh=_結(jié)論_10.斜面長(zhǎng)100cm，高60cm，某同學(xué)以質(zhì)量為400g的小車沿斜面下滑來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，他從記錄小車運(yùn)動(dòng)的打點(diǎn)紙帶上選取了A、B、C、D四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知每相鄰兩點(diǎn)間對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔為0.1s，A與B、B與C、C與D之間的距離分別為10cm、15cm、20cm，則小車由紙帶上對(duì)應(yīng)打B點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)到打C點(diǎn)時(shí)，小車動(dòng)能增加了_J，重力勢(shì)能減小了_J實(shí)際上此過程機(jī)械能并不守恒是由于_ ，若減小斜面傾角，將使本實(shí)驗(yàn)的誤差_（填“增大”、“減小”、“不變”）11.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz ,查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2 , 測(cè)得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg,實(shí)驗(yàn)運(yùn)用公式mv2/2=mgh時(shí),從幾條打上點(diǎn)的紙帶中挑選第一第二點(diǎn)間的距離接近_mm并且點(diǎn)跡清楚的紙帶（如圖所示）進(jìn)行測(cè)量，把第一個(gè)點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別19.63cm,23.74cm、28.22cm、33.12cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量等于_J，動(dòng)能的增加量等于_J(取3位有效數(shù)字).【變式拓展-遷移超越】12.在重錘帶動(dòng)紙帶自由下落，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如下圖所示重錘的質(zhì)量用m表示，根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，重錘在B點(diǎn)的動(dòng)能是_，重錘在E點(diǎn)的動(dòng)能是_ 在上述過程中，重錘重力勢(shì)能變化是_（記數(shù)點(diǎn)A、B、CF均為相鄰的打點(diǎn)）13.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，將重物自由下落，紙帶記錄如圖所示（計(jì)算結(jié)果取2位有效數(shù)字）T=0.02s圖中紙帶左端為與重