-驗證機械能守恒定律

1、驗證機械能守恒定律9實驗：驗證機械能守恒定律復習回顧1、什么叫機械能守恒？2、機械能守恒的條件是什么？3、自由落體運動的物體，機械能守恒嗎？ 質量為m的物體從O點自由下落，以地面為零參考面，經過A、B兩點的速度分別為VA和VB，A、B兩點距地面的高度分別為hA、hB。4、如何推導機械能守恒的表達式？本實驗借助實驗目的驗證機械能守恒定律自由落體運動實驗原理在自由落體運動中，若物體下落高度h 時的速度為v ,則hvmgh =mv 212實驗原理2A2B2121mvmvmgh-=？ 要證明上式是否成立，需要測量哪些物理量？如何測量這些物理量？測量這些物理量，需要哪些器材？實驗器材重物、打點計時器、紙

2、帶、交流電源、鐵架臺、夾子、毫米刻度尺實驗步驟與操作1、選擇重物時，選輕一點的好還是重一點的好？為什么？ 我們要求重物作自由落體運動，而阻力是不可避免地存在的，為了減少阻力對實驗的影響，應采用密度較大的重物。實驗步驟與操作2、安裝打點計時器時，應注意什么問題？ 計時器平面與紙帶限位孔調整在豎直方向，計時器要穩(wěn)定在鐵架臺上，并將計時器伸出桌外。3、這樣做的目的是什么? 減小紙帶與限位孔的摩擦帶來的實驗誤差；保證重物有足夠的下落空間，以便在紙帶上能夠打出較多的點，有利于進行計算 實驗步驟與操作4、實驗時，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？先通電源，再釋放紙帶5、釋放紙帶時應注意什么問題？ 釋放重物前，

3、重物應靠近打點計時器，以便能打出較多的點。拉穩(wěn)紙帶的上端，確保重物由靜止釋放。按如下實驗步驟進行實驗1.按照課本所示裝置安裝打點計時器2.將紙帶穿過計時器，下端與重物相連3.接通電源，待計時器工作穩(wěn)定后釋放紙帶4.及時切斷電源，取下紙帶，標上紙帶號5.更換紙帶，重復以上步驟6.整理器材，使器材復位實驗步驟與操作問題1本實驗要不要測量物體的質量？mgh =mv 212gh =v 212無需測量物體的質量如果實驗要求計算勢能和動能的具體數(shù)據(jù)，那就必須要知道物體的質量。問題2紙帶上的第一個點為計時起點0 （起始點的速度應該為零，即打點計時器在紙帶上打下第一個點時紙帶剛開始下落）。gh =v 2121

4、2x = gt2 = 9.80.022m 210-3m = 2 mm12h起始點對于實際獲得的紙帶，如何判定紙帶上的第一個點就是紙帶剛開始下落時打下的呢？紙帶上的頭兩個點間的距離應接近2mm。思考可以回避起始點嗎（即處理紙帶時可以不用到起始點嗎）?我們可以選取A、B兩點，比較它們的機械能EA和EB。若以點B為零勢能點，則有：EKAmghEKBhAB數(shù)據(jù)處理7113我們可以選取7、13兩點，比較它們的機械能E7和E13,以點13為零勢能參考點，則有： EK7mghEK13驗證： 計時器打下的第一個點作為起始點，適當大距離后選一個點作終點Vh數(shù)據(jù)處理注意：必須保證紙帶上的第一個點跡清晰，且是放手時

5、打下的第一個點。數(shù)據(jù)處理 M kgh m VAm/s VBm/s勢能減少量mgh(J)動能增加量EK(J)1234通過本實驗，我們可以得到的結論是： 0hv 212圖象法處理數(shù)據(jù)gh =v 212該圖象的斜率表示什么？為什么圖象通過原點？誤差分析 因重物下落中要克服阻力做功，實驗的動能增加量必定稍小于重力勢能減少量辨析計算物體的速度，可有三種方法第1種方法是根據(jù)機械能守恒定律得到的，而我們的目的就是驗證機械能守恒定律，所以不能用第2種方法認為加速度為g，由于各種摩擦阻力不可避免，所以實際加速度必將小于g，這樣將得到機械能增加的結論，有阻力作用機械能應該是減少的，故這種方法也不能用例1.“驗證牛

6、頓第二定律”及“驗證機械能守恒定律”這兩個實驗，它們的共同之處是 A都要用打點計時器B都要用天平測質量C都要用刻度尺測位移D都要計算瞬時速度AC練習1.在驗證機械能守恒定律的實驗中，需直接測量的物理量是 A重物的質量B重力加速度C重物下落的高度D與下落高度對應的重物的瞬時速度C例2.在驗證機械能守恒定律的實驗中，下列操作正確的是 A先釋放重物，后接通電源B用秒表測量重物下落的時間C打完一條紙帶后，立即切斷電源D每打完一條紙帶，活動復寫紙位置CD練習2.在驗證機械能守恒定律的實驗中要用到的器材和測量儀器有_A打點計時器B低壓交流電源C秒表D重錘 E鐵架臺和復夾F紙帶G刻度尺H天平ABDEFG例3

7、 某學生在驗證機械能守恒定律的實驗中有如下操作步驟，試按合理的順序步驟序號填在下面的線上：_A斷開電源，取下紙帶，選出前兩個點間距離接近2mm的紙帶；B把紙帶固定在重錘上；C將紙帶穿過打點計時器，并把紙帶上提使重錘停在靠近打點計時器的地方；D把打點計時器固定在放于桌邊的鐵架臺上，并與低壓交流電源相連接；E接通電源，同時釋放紙帶；F求出重錘重力勢能的減少量EP和動能的增加量EK，比較EP和EK得出實驗結論；G用刻度尺量出所選取的計數(shù)點到打下的第一個點0之間的距離DBCEAGF練習.在重錘帶動紙帶自由下落，用打點計時器驗證機械能守恒的實驗時，打點計時器打出的紙帶如下圖所示重錘的質量用m表示，根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，重錘在B點的動能是_，重錘在E點的動能是_ 在上述過程中，重錘重力勢能變化是_（記數(shù)點A、B、CF均為相鄰的打點）2.47m(J)3.94m(J)1.48m(J)練習.在驗證機械能守恒定律時，將重物自由下落，紙帶記錄如圖所示（計算結果取2位有效數(shù)字）T=0.02s圖中紙帶左端為與重物相連端，0點為重物靜止時所記錄的點，ABC三個記數(shù)點為打點計時之點，則重物下落hB距離時，其速度VB可用計算式VB=_ 進行計