實(shí)驗(yàn)6驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律新課內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

v＝2gdv＝gt來算方案一：利用起始點(diǎn)和第n

代入 1v2，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)

1mv2相等，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律和2m

1v21mv2算出2mB

1v

1v2，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律

＝2mB－2m

22v為縱軸，以2

2為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出2v－h(huán)2落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新的紙帶重打幾條(3～5條)紙帶．①若選第1O到下落到某一點(diǎn)的過程，即用mgh1v2來驗(yàn)證，應(yīng)選點(diǎn)跡清晰，且1、2兩點(diǎn)間距離小于或接近2mm的紙

點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律—實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作例1利用圖1實(shí)驗(yàn)裝置探究重物下落過程中動(dòng)能與重力勢能的轉(zhuǎn)化問題(1)實(shí)驗(yàn)操作步驟如下，請將步驟B 圖2為一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一C…與O點(diǎn)之間的距離h1、 (2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的 BABA

g，結(jié)合實(shí)驗(yàn)中樣紙帶上打出的第1、22mm＝2m系統(tǒng)誤差：由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，故動(dòng)能的增加量ΔEk1v2必定稍小于重力勢能的減少量ΔEp＝2m

物下落到B點(diǎn)的速度大小 紙帶從O點(diǎn)下到B點(diǎn)的過程中，重物 加的動(dòng)能 ，減少的重力 能 取打下O點(diǎn)時(shí)重物 算出該重物下落不同高 h時(shí)所對應(yīng)的動(dòng) 標(biāo)系橫軸表示 據(jù)在圖3中已繪已求得圖線Ⅰ斜率的絕對值k1＝2.94J/m，請計(jì)算圖線Ⅱ的斜率k2 J/m(保留三位有效數(shù)字)．重物和紙帶下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值 (k1k2表示通過對k1和k2的比較分析，可得到的結(jié)論是(只要求寫出一條 二例 用如圖6所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．m2從高處由靜止開始下落m1上 鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，所用電源的頻率為50Hz，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．已知m1＝50g、m2＝150g，則：(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度 05點(diǎn)的過程中系統(tǒng)動(dòng)能增量ΔEk＝ J，系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp＝ 重力加速度g＝10m/s2)若某同學(xué)作出1v2－h(huán)圖象如圖8所示，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/p>

如用第2點(diǎn)到第6點(diǎn)之間的紙帶來驗(yàn)證必須直接測量的物理量為 選擇一條紙帶，用刻度尺測出重物下落的高度h1、h2、h3、…、hnv1、 2

三

．分別算出2mvnmghn2．[實(shí)驗(yàn)原理與操作]“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置可以采用圖5本實(shí)驗(yàn)也可選用其他實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，只要能達(dá)到驗(yàn)證機(jī)械能的目的即可，如可利用氣墊導(dǎo)軌和滑塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，需驗(yàn)證的表達(dá)式為

d21 d21d )，也可利用擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，需驗(yàn)證的表達(dá)式為d

例3某研究性學(xué)組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖12甲所示．在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會(huì)輸出高電壓，兩光電傳感器數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連．滑塊在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng)，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時(shí)，通過計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時(shí)間t變實(shí)驗(yàn)前接通氣源將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上輕推滑塊當(dāng)圖乙中的Δt1 所示，則d＝ 將滑塊P用細(xì)線跨墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放．若Δt1、Δt2和d已知，要驗(yàn)證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，還應(yīng)測出 1．[實(shí)驗(yàn)操作]4所示，在利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能50Hz，依次打出的點(diǎn)為0、1、2、3、4、…、n.則：

時(shí)間間隔T＝0.1s．則物體運(yùn)動(dòng)的加速度a＝ 點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓觛＝9.80m/s2.實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)得到的一條點(diǎn)跡清晰的完整紙帶如圖(b)所示，紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)記為O，另選連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)A、B、C進(jìn)量，圖中給出了這三個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離hA、hBhC的值．回答下列問題：(計(jì)算結(jié)果保留3位有效時(shí)時(shí)速度 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重物速度的大小 A．小車B．鉤碼C．一端帶定滑輪的木板D．細(xì)線E．電火花計(jì)時(shí)器F．紙帶G．毫米刻度尺H．低壓交流電源I．220V的交流電源 度 ；若測得小車質(zhì)量為M、鉤碼質(zhì)量為m，打點(diǎn)1和點(diǎn)5時(shí)小車的速度分別用v1、表示，已知重力加速度為g，則驗(yàn)證點(diǎn)1與點(diǎn)5間系統(tǒng)的機(jī)械能守恒的關(guān)系式可表示 在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，如果以2d為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出2－d圖象，其圖線的 5[驗(yàn)利豎上小的閃機(jī)能恒律如圖13所所數(shù)為際距離，t0時(shí)刻剛好對應(yīng)拋出點(diǎn)．該小組同學(xué)通過計(jì)算得到小球不同時(shí)刻的速度和速度的平方值如下.在所給的坐標(biāo)紙上作出v2－h(huán) 6．[實(shí)驗(yàn)拓展]某探究小組想利用驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的裝置測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，如圖14甲所示．框架上裝有可上下移動(dòng)位置的光電門12；框架豎直部分緊貼一