驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)總結(jié)

1、 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)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)方法和技能2.實(shí)驗(yàn)原理在物體自由下落的過(guò)程中，只有重力對(duì)物體做功，遵守機(jī)械能守恒定律，即重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量。在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證（必須初速度為零） 或 （v10）測(cè)定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法是：測(cè)出第n點(diǎn)的相鄰前、后兩段相等時(shí)間T內(nèi)下落的距離sn和sn+1，由公式vn=，或由vn=算出，如圖所示。(注意單位用國(guó)際單位，看清計(jì)數(shù)點(diǎn)還是計(jì)時(shí)點(diǎn)，注意有無(wú)有效數(shù)字的要求)OONSnSn+1dn-1dn+13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)紙片、直尺、導(dǎo)線(xiàn)、低壓交流電源4.實(shí)驗(yàn)步驟

2、（1）按右上圖裝置把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在支架上，并將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在46V的交流電源上. （如果用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電壓：220v交流電）（2）將大約0.5 m長(zhǎng)的紙帶用小夾子固定在重錘上后穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用手豎直提起紙帶使重錘停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近（3）先接通電源，再松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落，計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn).（4）換上新的紙帶，重做幾次上面的實(shí)驗(yàn).5注意事項(xiàng)(1) 安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線(xiàn)上，以減小摩 擦阻力(2) 實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須保持提起的紙帶豎直，手不動(dòng)，待接通電源：讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再松開(kāi)紙帶，以保證第一點(diǎn)是一個(gè)清晰的點(diǎn)(3) 測(cè)量高度h時(shí)，應(yīng)從起始點(diǎn)算起

3、，為減小h的相對(duì)誤差，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)些，紙帶不宜過(guò)長(zhǎng)，有效長(zhǎng)度可6080 cm(4) 因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)比較mv2/2和mgh是否相等驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，故不需要測(cè)量重錘的質(zhì)量如果實(shí)驗(yàn)要求計(jì)算勢(shì)能和動(dòng)能的具體數(shù)據(jù)，那就必須要知道物體的質(zhì)量。（5）本實(shí)驗(yàn)中因重物和紙帶在下落的過(guò)程中要克服阻力做功，故動(dòng)能的增加量Ek一定略小于重力勢(shì)能的減少量，這是不可避免的，屬于系統(tǒng)誤差.（6）不用測(cè)量g,直接用g=9.8m/s2（7）我們要求重物作自由落體運(yùn)動(dòng)，而阻力是不可避免地存在的，為了減少阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，應(yīng)采用密度較大的重物。（8）選計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離要盡可能拉得開(kāi)些，使求得的速度誤差小些。

4、6 數(shù)據(jù)處理在已經(jīng)打好的紙帶中挑選點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上O，以后各點(diǎn)依次標(biāo)上1, 2, 3, 用刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)下落高度、 ，計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度、，然后計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減少量 mghn和動(dòng)能增量mvn2/2 進(jìn)行比較 計(jì)算時(shí)不需要測(cè)量出重錘質(zhì)量m 這個(gè)實(shí)驗(yàn)也可以用紙帶上任意兩點(diǎn)，第N點(diǎn)和第N+M點(diǎn)，計(jì)算打N點(diǎn)和N+M點(diǎn)的瞬時(shí)速度V1、V2，量出第N點(diǎn)和第N+M點(diǎn)的距離h，重力勢(shì)能減少量mgh和動(dòng)能增量進(jìn)行比較7 誤差分析本實(shí)驗(yàn)把重錘帶動(dòng)紙帶的下落作為自由落體運(yùn)動(dòng)處理，實(shí)際上由于存在摩擦阻力一定會(huì)使結(jié)果出現(xiàn)偏差 因?yàn)閷?shí)際計(jì)算出來(lái)的速度vn應(yīng)小于無(wú)其他阻力時(shí)對(duì)應(yīng)于該點(diǎn)的速度，也就是說(shuō)

5、最終結(jié)果應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)動(dòng)能增量mvn2 /2 略小于重力勢(shì)能減小量mghn在計(jì)算任意一點(diǎn)的瞬時(shí)速度vn時(shí)，采用的方法是或的方法，而沒(méi)有用vn=ngt的方法計(jì)算，也是出此考慮，如果用vn=ngt計(jì)算第n點(diǎn)速度，實(shí)際上是用理論的g值代替了實(shí)際上的加速度a, 且ag，則vn結(jié)果將會(huì)偏大，再者做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)是先接通電源，再放手，可能造成紙帶上記錄的最初兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔小于002 s 用vn=ngt計(jì)算時(shí)仍按002 s計(jì)算，也會(huì)使vn值偏大，無(wú)論怎樣，使用vn=ngt計(jì)算瞬時(shí)速度都將使動(dòng)能增量的計(jì)算值偏大典型例題例1“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)可以采用如圖所示的甲或乙方案來(lái)進(jìn)行(1)比較這兩種方案，_(選填“

6、甲”或“乙”)方案好些，理由_自由落體實(shí)驗(yàn)斜面小車(chē)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(2)如圖是該實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，測(cè)得每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖中所示，已知每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T0.1 s物體運(yùn)動(dòng)的加速度a_；該紙帶是采用_(選填“甲”或“乙”)實(shí)驗(yàn)方案得到的，簡(jiǎn)要寫(xiě)出判斷依據(jù)_(3)如圖是采用甲方案時(shí)得到的一條紙帶，在計(jì)算圖中N點(diǎn)速度時(shí)，幾位同學(xué)分別用下列不同的方法進(jìn)行，其中正確的是 () AvNgnT BvNeq f(xnxn1,2T) CvNeq f(dn1dn1,2T) DvNg(n1)T例2：在用重錘下落來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖所示.其中O

7、是起始點(diǎn)，A、B、C、D、E是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的5個(gè)點(diǎn)，打點(diǎn)頻率為50 Hz.該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C、D、E各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中（單位：cm）（1）這五個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是（填A(yù)、B、C、D或E）點(diǎn)讀數(shù)_.（2）紙帶 連接重物（填左端或右端）（3）該同學(xué)用重錘在OC段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，OC距離用h來(lái)表示，他用vC=計(jì)算與C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度，得到動(dòng)能的增加量，這種做法（填“對(duì)”或“不對(duì)”）_.（4）若O點(diǎn)到某計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離用h表示，重力加速度為g，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)重錘的瞬時(shí)速度為v，則實(shí)驗(yàn)中要驗(yàn)證的等式為_(kāi).（5）若重錘質(zhì)量m=2.0010-1 kg，重力加速

8、度g=9.80 m/s2，由圖中給出的數(shù)據(jù)，可得出從O點(diǎn)到打下D點(diǎn)，重錘重力勢(shì)能的減少量為_(kāi) J，而動(dòng)能的增加量為_(kāi) J（均保留三位有效數(shù)字）.(6)兩者不完全相同的原因 實(shí)驗(yàn)中需要的測(cè)量?jī)x器是 （7）實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 （8）如果僅僅是驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，實(shí)驗(yàn)中是否需要測(cè)出重物質(zhì)量?_；因?yàn)開(kāi)（9）根據(jù)紙帶所測(cè)量的數(shù)據(jù)，還可以求出物體實(shí)際下落的加速度為_(kāi) m/s2，物體在從A到B下落的過(guò)程中所受到的平均阻力為_(kāi) N(計(jì)算結(jié)果都要保留3位有效數(shù)字)，該阻力的來(lái)源主要有：_；_例3如圖所示，是用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置。（g取9.80m/s2）某同學(xué)利用他自己實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶，測(cè)量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)

9、到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)的距離h，算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以為縱軸畫(huà)出了如圖的圖線(xiàn)。圖線(xiàn)的斜率近似等于_。 A.19.6 B.9.80 C.4.90 D.2.25圖線(xiàn)未過(guò)原點(diǎn)O的原因是_。例1答案：(1)甲該方案摩擦阻力小，誤差小，操作方便(2)4.83 m/s2乙因?yàn)槲矬w的加速度比g小得多(3)BC例2答案（1）B（2） 左端 （3）不對(duì)正確計(jì)算公式vc=（4）（5）0.380，0.376(6) 下落過(guò)程中,重物克服摩擦和空氣阻力做功,部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,刻度尺（7）在誤差允許范圍內(nèi)機(jī)械能守恒（8）不需要；如果只是驗(yàn)證，不需要知道動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值,根據(jù)mg

10、h=mv2/2可消去m（9）9.75 0.0100，空氣阻力；紙帶和限位孔間的摩擦阻力說(shuō)明：，mg-Ff=ma例3 答案B，該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放了紙帶，然后再合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的開(kāi)關(guān)附錄資料：不需要的可以自行刪除液壓缸焊接工藝規(guī)范 目的和適用范圍本規(guī)范規(guī)定了液壓缸焊接件的技術(shù)要求及檢驗(yàn)規(guī)則。本規(guī)范適用于我公司所有液壓缸焊接件的CO2/MAG氣體保護(hù)焊及焊條手工電弧焊接。對(duì)有特殊要求的，可參照此規(guī)范或按相關(guān)技術(shù)協(xié)議執(zhí)行。本規(guī)范引用如下標(biāo)準(zhǔn) GB/T 985 氣焊、手工電弧焊焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口的基本形式與尺寸GB/T 3323-2005 鋼溶化焊對(duì)接接頭射線(xiàn)照相和質(zhì)量分級(jí)GB/T 6417.1-2

11、005 金屬溶化焊焊縫缺陷分類(lèi)及說(shuō)明GB/T 8110 氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲GB/T 12469-1990 焊接質(zhì)量保證鋼熔化焊接頭的要求和缺陷分級(jí)GB/T 15830-1995 鋼制管道對(duì)接環(huán)焊用技術(shù)條件JB/T 6046 碳鋼、低合金鋼焊接構(gòu)件縫超聲波探傷方法和檢驗(yàn)結(jié)果的分級(jí)JB/T 5943-1991 工程機(jī)械 焊接件通焊后熱處理方法XYG8-10 抽樣檢查方法技術(shù)要求3.1. 液壓缸焊接件的制造應(yīng)符合經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件和本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定3.2.CO2鋼瓶的使用要求 常溫（20 C50C）下瓶裝液態(tài)CO2壓力應(yīng)在5MPa以上，瓶中壓力小于1MPa時(shí)不得再繼續(xù)使用

12、，不用時(shí)鋼瓶應(yīng)放完余氣以備再次充裝。3.3. 焊接件材料和焊接材料3.3.1 用于焊接件的材料鋼號(hào)、規(guī)格尺寸等應(yīng)符合圖樣要求，檢驗(yàn)合格后方可使用。常用鋼號(hào)為Q235、20、35、45、27SiMn。3.3.2 用于焊接的材料和焊接材料進(jìn)廠(chǎng)時(shí)應(yīng)按材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，檢驗(yàn)合格后方可使用。3.3.3 焊接材料選用應(yīng)按工藝技術(shù)文件的規(guī)定，凡技術(shù)文件中未明確規(guī)定焊條、焊絲型號(hào)時(shí)，焊條型號(hào)為E5016；焊絲型號(hào)為ER50-6，如需高強(qiáng)度焊絲時(shí)應(yīng)選用HO8Mn2SiMoA.焊絲應(yīng)符合GB/T 8110標(biāo)準(zhǔn)。3.3.4 焊條在施焊前必須烘干，烘干后的焊條在一天內(nèi)使用，超過(guò)一天，必須重新烘干，烘干次數(shù)不得超過(guò)三次。3

13、.4 焊前要求3.4.1 全部零件須檢驗(yàn)合格后，方可組裝。3.4.2 組裝焊接零件的焊縫坡口形式與尺寸及焊縫間隙應(yīng)符合經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件。設(shè)計(jì)編制工藝要求符合GB/T 985的規(guī)定。3.4.3 CO2或混合保護(hù)氣體焊前必須放水提純。3.4.4 焊接前需將距焊縫邊緣（不小于10mm）范圍內(nèi)焊接結(jié)構(gòu)表面上的鐵銹、油、油漬、塵土等雜物除凈，并去除潮濕。焊絲、焊條無(wú)缺損及油污。3.4.5 液壓缸用油管、芯管、缸體等過(guò)油腔體施焊前，必須對(duì)管內(nèi)外表面進(jìn)行酸洗、磷化或噴砂處理除銹。3.4.6 焊前預(yù)熱處理凡公稱(chēng)尺寸200mm的45#鋼材料必須進(jìn)行焊道預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為200C250C。特殊

14、要求除外。3.5 焊接要求3.5.1 定位焊采用的焊接規(guī)范應(yīng)與正式焊接時(shí)相同3.5.2 首次采用焊接的新牌號(hào)鋼材、新焊條、新焊絲的焊接工藝、新的焊接方法等，必須在正式施焊前做出工藝評(píng)定，評(píng)定合格后方能施焊。3.5.3 禁止在非焊縫區(qū)引弧，焊接工藝參數(shù)應(yīng)符合工藝要求。3.5.4 在焊接過(guò)程中對(duì)粗糙度要求Ra3.2以上的表面應(yīng)加以保護(hù)。3.5.5 對(duì)圖樣及工藝規(guī)程中焊接表示不明確的零件不得焊接，經(jīng)技術(shù)部門(mén)相關(guān)人員解釋后方可施焊。3.6 焊后要求3.6.1 焊后應(yīng)去除焊瘤、焊漬、保證焊縫表面的平整，對(duì)于未清理焊縫的工件視為不合格品。3.6.2 沒(méi)有特殊要求的焊縫不得打掉余高。3.6.3 除特殊部位需

15、要焊后低溫?zé)崽幚淼牧慵垂に囈髤?shù)焊后熱處理，其余需要焊后熱處理的焊接件應(yīng)符合JB/T 6046標(biāo)準(zhǔn)。3.6.4 對(duì)有油口、接頭座、油管、螺紋等的焊接件，應(yīng)特別注意避免磕碰，按相應(yīng)的防護(hù)工藝規(guī)范加以保護(hù)。3.6.5 焊接接頭缺陷根據(jù)GB/T 6417.1-2005標(biāo)準(zhǔn)，將焊接缺陷分為六大類(lèi)來(lái)判斷：裂紋、孔穴、固體夾雜、未熔合和未焊透、形狀缺陷、其他缺陷。根據(jù)GB/T 3323-2005標(biāo)準(zhǔn)中，按缺陷的性質(zhì)、缺陷的尺寸及數(shù)量將焊縫質(zhì)量分為、共四級(jí)（質(zhì)量依次降低），按規(guī)定我廠(chǎng)液壓缸焊接件的焊縫質(zhì)量等級(jí)為不低于級(jí)。3.6.6 液壓缸常見(jiàn)焊接形式的焊縫收弧位置見(jiàn)表1的要求。3.6.7 外部形狀缺陷應(yīng)

16、符合表2的要求。3.6.8 焊縫的內(nèi)部缺陷應(yīng)符合表3的要求。3.6.9 有密封性要求的液壓缸零件焊縫，不得有滲漏。3.6.10 焊后按要求打上焊工的印記。檢驗(yàn)規(guī)則4.1 焊接件的質(zhì)量應(yīng)按圖樣、工藝文件及本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。4.2 焊縫的外部幾何形狀用量具或樣板逐件檢驗(yàn)，焊縫收弧位置應(yīng)符合表1的規(guī)定，外部形狀缺陷應(yīng)按表2逐件進(jìn)行檢驗(yàn)。4.3 焊縫的內(nèi)部缺陷按XYG8-10抽樣檢查方法進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，應(yīng)符合表3的規(guī)定。4.4 密封檢驗(yàn)、探傷及機(jī)械性能檢驗(yàn)按圖樣、相關(guān)技術(shù)文件或定貨技術(shù)要求中的規(guī)定進(jìn)行。4.5 規(guī)定公稱(chēng)尺寸200mm的缸筒、法蘭及活塞桿上環(huán)形焊縫按工藝要求檢查表面產(chǎn)生的氣孔、裂紋，可用表面

17、著色法檢驗(yàn)。4.6 規(guī)定公稱(chēng)尺寸200mm的缸筒、法蘭及活塞桿上環(huán)形焊縫按工藝要檢查內(nèi)部的氣孔、裂紋、固體夾渣、未熔合和未焊透缺陷，可用超聲波探傷檢查，探傷長(zhǎng)度不小于焊縫全長(zhǎng)的30%，當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)應(yīng)加大透視長(zhǎng)度，以及全部焊縫進(jìn)行透視。4.7 凡評(píng)定為不合格的焊縫，須經(jīng)技術(shù)質(zhì)量部門(mén)的同意后方可返修，同一焊縫最多返修次數(shù)不多于兩次。表1 液壓缸常見(jiàn)焊接形式的焊縫收弧位置序號(hào)項(xiàng)目簡(jiǎn)圖說(shuō)明1缸底軸測(cè)圖：類(lèi)似起重機(jī)支腿缸、伸臂缸焊平缸底，外部有油管等小件的工件，缸底焊縫收弧位置如左圖，在油管或接頭下方附近偏15度左右的位置處收弧類(lèi)似起重機(jī)變幅液壓缸的帶銷(xiāo)軸孔的缸底，收弧點(diǎn)與油杯位置方向保持一致；若無(wú)油杯

18、；收弧位置如左圖在銷(xiāo)軸孔的垂直方向。類(lèi)似左圖焊軸座無(wú)油管結(jié)構(gòu)的缸筒，收弧點(diǎn)如圖所示保持一致。2軸座3耳環(huán)類(lèi)似起重機(jī)變幅缸活塞桿耳環(huán)焊接焊縫收弧點(diǎn)與油杯位置方向保持相反；若無(wú)油杯，收弧位置如左圖在銷(xiāo)軸孔的垂直方向。4法蘭液壓缸缸筒上焊法蘭，收弧位置如左圖，法蘭兩側(cè)焊縫收弧位置保持一致。序號(hào)項(xiàng)目簡(jiǎn)圖說(shuō)明5油管液壓缸缸筒上油管收弧位置如左圖，在油管下方難點(diǎn)處，便于一次引弧、熄弧6接頭座液壓缸缸筒上接頭座收弧位置如左圖，在接頭內(nèi)側(cè)或在油管下方難點(diǎn)處，便于一次引弧、熄弧。7閥座液壓缸缸筒上閥座收弧位置如左圖。表2 焊縫外部形狀缺陷 單位為毫米 序號(hào)項(xiàng)目簡(jiǎn)圖允許缺陷1余高h(yuǎn)V型焊縫（d為缸徑）：d100 0h1.5100d200 0.5h1.5d200 1h1.5角焊縫：h32未焊滿(mǎn)及凹坑qq0