资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,试验,(8):,验证机械能守恒定律,第1页,一、试验原理图,第2页,二、基本试验要求,1,.,试验目标,:,验证机械能守恒定律,2,.,试验原理,:,让物体自由下落,用刻度尺测出物体下落高度,h,n,求出对应点瞬时速度,v,n,比较重力势能降低许与动能增加量,若二者相等,则机械能守恒。,3,.,试验器材,:,铁架台,(,带铁夹,),、打点计时器、学生电源、导线、带铁夹重锤、纸带、刻度尺。,第3页,4,.,试验步骤,:,(1),按试验原理图把打点计时器竖直固定在铁架台上,用导线把打点计时器与学生电源连接好。,(2),把纸带一端在重锤上用夹子固定好,另一端穿过打点计时器限位孔。,(3),用手提着纸带,让重物靠近打点计时器并处于静止状态,然后接通电源,松开纸带,让重物自由落下。重复几次,得到,3,5,条打好点纸带。,(4),在打好点纸带中挑选出点迹清楚纸带进行测量,在起始点标上,O,以后各点依次标上,A,、,B,、,C,、,用刻度尺测出对应下落高度,h,1,、,h,2,、,h,3,、,如图所表示。,第4页,(5),应用公式,v,n,=,算出各点对应即时速度,v,1,、,v,2,、,v,3,、,、,v,n,填入统计表中。,(6),计算各点对应势能降低许,E,p,和动能增加量,E,k,进行比较。,第5页,5,.,数据处理,:,(1),方案一,:,利用起始点和第,n,点计算。,(2),方案二,:,任取两点计算。,若在试验误差允许条件下二者相等,则机械能守恒定律是正确。,(3),方案三,:,图象法。,从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点下落高度,h,n,并计算各点速度平方,然后以,v,2,为纵轴,以,h,为横轴,依据试验数据绘出,v,2,-,h,图象,若在误差允许条件下,图线是一条过原点直线,则机械能守恒定律是正确。,第6页,6,.,注意事项,:,(1),重物应选取质量大、体积小、密度大材料。,(2),打点计时器安装要稳固,并使两限位孔在同一竖直线上,以降低摩擦阻力。,(3),试验中,手提着纸带上端并保持纸带竖直,降低纸带与限位孔间摩擦阻力。,(4),试验中,需保持提纸带手不动并让重物靠近打点计时器,待接通电源,让打点计时器工作正常后再松开纸带让重物下落,以确保第一个点是一个清楚点。,(5),因不需要知道动能和势能详细数值,所以不需要测出重物质量,m,。,7,.,误差分析,:,实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力做功,所以动能增加量要小于势能降低许。,第7页,考点,1,考点,2,考点,3,试验原理和操作,典例,4,(1),在,“,验证机械能守恒定律,”,试验中,某试验小组分别设计了如图甲、乙、丙所表示试验装置来验证机械能守恒定律。,第8页,考点,1,考点,2,考点,3,(1),经分析比较后,其中最理想试验装置是,(,选填,“,甲,”“,乙,”,或,“,丙,”),。,(2),某个小组三位同学按照正确操作选得纸带如图所表示,其中,O,是起始点,A,、,B,、,C,是打点计时器连续打下,3,个点。该同学用毫米刻度尺测量,O,到,A,、,B,、,C,各点距离,用重物在,OB,段运动来验证机械能守恒,已知当地重力加速度,g,取,9,.,80 m/s,2,打点计时器所用电源频率为,f=,50 Hz,设重物质量为,1,.,00 kg,。,第9页,考点,1,考点,2,考点,3,甲同学发觉,图中,B,是除起始点外打点计时器打下第,n,个点,所以他用,v,B,=ngT,(,T,是打点计时器打点周期,),计算,B,点对应时刻重物速度,这么得到结果是重力势能降低许,(,选填,“,大于,”“,小于,”,或,“,等于,”),动能增加量。,乙同学认为,能够利用,O,点到,B,点距离,h,B,计算,B,点对应时刻重物速度,v,B,=,这么得到结果是重力势能降低许,(,选填,“,大于,”“,小于,”,或,“,等于,”),动能增加量。,丙同学用,AC,段平均速度作为跟,B,点对应重物瞬时速度,即用,v,B,=,计算,B,点对应时刻重物速度,这么得到结果是重力势能降低许,(,选填,“,大于,”“,小于,”,或,“,等于,”),动能增加量。,你认为三位同学数据处理方法中合理是,(,选填,“,甲,”“,乙,”,或,“,丙,”),。,答案,解析,解析,关闭,(1),甲,;(2),甲同学直接按自由落体计算瞬时速度,而实际运动过程中有空气阻力和摩擦力,加速度会小于,g,所以这么计算速度偏大,所以重力势能降低许小于动能增加量,;,乙同学直接利用高度按照匀加速计算速度,相当于是利用重力势能求动能,结果是相等,但这种求法是错误,;,丙同学用匀变速直线运动规律求解,B,点速度,与重物实际运动规律相符,所以速度计算正确,因为试验过程中摩擦阻力存在,重力势能有一部分转化给了摩擦阻力做功产生内能,重力势能降低许大于动能增加量。三位同学数据处理方法中合理是丙。,答案,解析,关闭,(1),甲,(2),小于,等于,大于,丙,第10页,考点,1,考点,2,考点,3,试验数据处理,典例,5,(,浙江稽阳联考,),在做,“,验证机械能守恒定律,”,试验中,某试验小组用天平称量得到重锤质量,m=,0,.,3 kg,打点计时器工作频率为,50 Hz,他们在试验中取得一条纸带如图所表示,A,、,B,、,C,、,D,、,E,、,F,为依次打下点,依据纸带上数据,可测得打下,D,点重锤动能,E,k,D,=,J,。某同学计算发觉,A,到,D,点重力势能降低许,E,p,小于,D,点时重锤动能,E,k,D,由此他得出结论,:,在重锤下落过程中,机械能不守恒。你认为他观点是否正确,?,。原因是,。,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,第11页,考点,1,考点,2,考点,3,试验创新设计,典例,6,某同学利用竖直上抛小球频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔,0,.,05 s,闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学经过计算得到不一样时刻速度以下表,(,当地重力加速度取,9,.,8 m/s,2,小球质量,m=,0,.,2 kg,结果保留三位有效数字,):,第12页,考点,1,考点,2,考点,3,(1),由频闪照片上数据计算,t,5,时刻小球速度,v,5,=,m/s,。,(2),从,t,2,到,t,5,时间内,重力势能增加量,E,p,=,J,动能降低许,E,k,=,J,。,(3),在误差允许范围内,若,E,p,与,E,k,近似相等,从而验证了机械能守恒定律。由上述计算得,E,p,(,选填,“,”“,”,或,“,=,”),E,k,造成这种结果主要原因是,。,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,第13页,
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
