2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修2 第8章機(jī)械能守恒定律第5節(jié)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(1)課件

1、 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律. (2)理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,明確實(shí)驗(yàn)中需要直接測(cè)量的物理量. (3)熟悉實(shí)驗(yàn)操作,能正確測(cè)量數(shù)據(jù),會(huì)求瞬時(shí)速度. (4)掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法,能定性分析誤差產(chǎn)生的原因.圖791 三、實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、重錘(帶紙帶夾子)、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、導(dǎo)線、毫米刻度尺、低壓交流電源. 四、實(shí)驗(yàn)步驟 (1)安裝：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上；用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與低壓交流電源相連接. (2)接通電源,打紙帶：把紙帶的一端在重物上用夾子固定好,另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,用手提著紙帶使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,接通電源,待打點(diǎn)穩(wěn)定后松開(kāi)紙帶,

2、讓重物自由下落.重復(fù)幾次,打下35條紙帶. (3)選紙帶：選取點(diǎn)跡清晰的且第1、2連續(xù)兩點(diǎn)間的距離約為2mm的紙帶. (4)標(biāo)數(shù)字：在打出的紙帶上從打出的第1個(gè)點(diǎn)開(kāi)始,依次標(biāo)上0,1,2,3, (5)數(shù)據(jù)測(cè)量：測(cè)出0到點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3的距離,即為對(duì)應(yīng)的下落高度h1、h2、h3、 六、誤差分析 (1)本實(shí)驗(yàn)的誤差主要是由于紙帶測(cè)量產(chǎn)生的偶然誤差和重物和紙帶運(yùn)動(dòng)中空氣阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器摩擦阻力引起的系統(tǒng)誤差,使動(dòng)能的增加量稍小于勢(shì)能的減少量. (2)測(cè)量時(shí)采取多次測(cè)量求平均值來(lái)減小偶然誤差,安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使兩限位孔中線豎直,并且選擇質(zhì)量適當(dāng)大些,體積盡量小些的重物來(lái)減小系統(tǒng)誤差. (3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器周

3、期變化帶來(lái)誤差. 例1在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中： (1)從下列器材中選出實(shí)驗(yàn)所必須的,其編號(hào)為_(kāi). A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(包括紙帶)B重物 C天平 D毫米刻度尺 E秒表 F運(yùn)動(dòng)小車(chē) (2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝放置要求為_(kāi)；開(kāi)始打點(diǎn)計(jì)時(shí)的時(shí)候,應(yīng)先_,然后_. 答案(1)ABD (2)底板要豎直,兩限位孔在一條豎直線上給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電釋放重物 (3)紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)有摩擦阻力和重物下落時(shí)所受空氣阻力小于所減小的重力勢(shì)能質(zhì)量和密度大一些的 (4)一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線重力加速度g 例2在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,所用電源的頻率為50 Hz,某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶,用刻度尺測(cè)量時(shí)各點(diǎn)位

4、置對(duì)應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖792所示(圖中O是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打的第一個(gè)點(diǎn),A、B、C、D是間隔一段所取的點(diǎn),圖中單位為厘米).根據(jù)實(shí)驗(yàn)并結(jié)合紙帶回答以下問(wèn)題：(g取9.8 m/s2)圖792 (1)現(xiàn)有器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,低壓交流電源,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)時(shí),釋放紙帶與接通電源的合理順序是_. (3)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. (4)若重物的質(zhì)量為m kg,則重物下落到B點(diǎn)時(shí),減少的重力勢(shì)能為_(kāi). (5)若重物的質(zhì)量為m kg,則重物下落到B點(diǎn)時(shí),重物的動(dòng)能為_(kāi).

5、(6)由紙帶計(jì)算重物下落的加速度為_(kāi).注：(4)、(5)、(6)三題小數(shù)點(diǎn)后面保留兩位有效數(shù)字 答案(1)天平(2)先接通電源,后釋放紙帶(3)2(4)6.88m J(5)6.85m J(6)9.63 m/s2 例3利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖793所示.圖793 (1)實(shí)驗(yàn)步驟： 將氣墊導(dǎo)軌放在水平面上,桌面高度不低于1 m,將導(dǎo)軌調(diào)至水平； 用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度為l9.30 mm； 由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門(mén)中心之間的距離s_ cm； 將滑塊移至光電門(mén)1左側(cè)某處,待砝碼靜止不動(dòng)時(shí),釋放滑塊,要求砝碼落地前擋光條已通過(guò)光電門(mén)2； 從數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖中未畫(huà)出)上分別讀出擋光條通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2所用的時(shí)間t1和t2； 用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M,再稱出托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m. (2)用表示直接測(cè)量量的字母寫(xiě)出下列所示物理量的表達(dá)式； 滑塊通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2時(shí)瞬時(shí)速度分別為v1_和v2_. 當(dāng)滑塊通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2時(shí),系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤(pán)和砝碼)