2015年考物理总复习配套课件实验六验证机械能守恒定律.pptVIP

实验六：验证机械能守恒定律 1．实验目的：验证机械能守恒定律． 故只需借助打点计时器，通过纸带测出重物某时刻的下落高度 h 和该时刻的瞬时速度 v，即可验证机械能是否守恒． 测定第 n 点的瞬时速度的方法：测出第 n 点相邻的前、后 图 S6-1 3．实验器材：铁架台(带铁夹)、打点计时器、重锤(带纸带 夹子)、纸带若干、复写纸片、导线、刻度尺和学生电源． 4．实验步骤 (1)安装、准备：按如图 S6-2 装置把打点计时器安装在铁架 台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好．把纸带的一端 用夹子固定在重物上，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提 起纸带使重物停靠在打点计时器附件． (2)打纸带：先接通电源，后释放纸带，让重物带着纸带自 由下落，这样计时器就在纸带上打下了一系列点，更换纸带重 复上述步骤做 3～5 次实验． ①用 mv2＝mgh来验证时，应选点迹清晰，且1、2两点 (3)选纸带：分两种情况来说明 间距离小于或接近 2 mm 的纸带．若 1、2 两点间的距离大于 2 mm，这是由于先释放纸带，后接通电源造成的．这样，第 1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选． 处理纸带时，应选择适当的点作为基准点，这样纸带上打出的 第 1、2 两点间的距离是否为 2 mm 就无关紧要了，所以只要后 面的点迹清晰就可选用． 图 S6-2 【自主检测】 1．(2013 年广东六校联考)在用落体法“验证机械能守恒定 律”的实验中，根据电磁打点计时器打出的纸带如图 S6-3 所示． (1)选取纸带上打出的连续五个点 A、B、C、D、E，测出A 点距起点 O 的距离为 x0，点 A、C 间的距离为 x1，点 C、E 间 的距离为 x2，交流电的周期为 T，则根据这些条件计算重锤下 落的加速度 a 的表达式为：a＝________；打 C 点时重锤的速 度 vC＝__________. 图 S6-3 (2)在实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加 的动能，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作 用，我们可以通过该实验装置测定该阻力的大小．若已知当地 重力加速度为 g，还需要测量的物理量是________(写出名称和 符号 ) ，重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小 f ＝ ______________. 热点 1 基本实验操作和数据处理 【例 1】(2013 年增城一模)在验证机械能守恒定律实验中： (1)关于本实验的叙述中，正确的有( ) A．需用天平测出重锤的质量 B．验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面 C．打点计时器用四节干电池串联而成的电池组作为电源 D．打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安 装稳定，以减少纸带下落过程中的阻力 (2)验证机械能是否守恒时，实验中计算某一点的速度，甲 ______同学的计算方法更符合实验要求． (3)本实验中引起误差的主要原因是___________________ _____________________________________________________. (4)丙同学按照正确的操作，纸带如图 S6-4 所示．其中 O 是起始点，A、B、C 是打点计时器连续打下的 3 个点．该同学 用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中(单 位：cm)． 图 S6-4 这三个数据中不符合读数要求的是__________ ，应记作 ____________cm. 重锤下落过程中的实际加速度 a ＝________ m/s2.(结果保留两位有效数字) 解析：(1)因为我们是比较mgh、 mv2的大小关系，故m可 思路导引：实验中若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的 点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸 带运动的速度．从功能关系的角度知道实验存在的误差． 约去比较，不需要用天平．故 A 错误．验证机械能守恒不需要 先确定重力势能的参考平面，故 B 错误；打点计时器使用交流 电源，故 C 错误；打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直 线上并安装稳定，以减少纸带下落过程中的受到阻力，故 D 正 确． (2)在验证机械能守恒的实验中，由于存在阻力物体实际下 落的加速度小于重力加速度，所以不应当用重力加速度 g 来表 示某位置的速度，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于 该过程中的平均速度，可以求出打纸带上点时小车的瞬时速度 大小，所以乙同学的计算方法更符合实验要求． (3)本实验中引起误差的主要原因是重锤下落过程中存在 着阻力作用． (4)毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一