验证机械能守恒定律培训课件(ppt).pptVIP

1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要用工具测量的有________；通过计算得到的有________． A．重锤的质量 B．重力加速度 C．重锤下落的高度 D．与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度 解析：通过实验原理可知，重锤下落高度要用毫米刻度尺直接量出，下落这一高度时对应的瞬时速度可求出，故需用工具测量的是C，通过计算得到的是D. 答案：CD 2．如图7所示，是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选中N点来验证机械能守恒定律，下面举出一些计算N点速度的方法，其中正确的是 (　　) 图7 解析：由于本实验需要的是物体在某一时刻的真实速度，故应使用纸带上的数据求解，利用做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度这一规律求解．故C、D正确． 答案：CD 3．下面列出一些实验步骤： A．用天平称出重物和夹子的质量 B．将重物系在夹子上 C．将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹在系有重物的夹子上，再把纸带向上拉，让夹子静止靠近打点计时器处 D．把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出电压调至6 V(电源暂不接通) E．把打点计时器用铁夹固定到放在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上 F．在纸带上选取几个点，进行测量并记录数据 G．用秒表测出重物下落时间 H．接通电源，待计时器响声稳定后释放纸带 I．切断电源 J．更换纸带，重新进行两次实验 K．在三条纸带中，选出较好的一条 L．进行计算，得出结论，完成实验报告 M．拆下导线，整理器材 对于本实验以上步骤中，不必要的有________；正确步骤的合理顺序是________(填写代表字母)． 解析：根据实验步骤和注意事项可知不必要的有A、G；正确的合理顺序是E、D、B、C、H、I、J、K、F、L、M. 答案：A、G　E、D、B、C、H、I、J、K、F、L、M 4．有一条纸带，各点距A点的距离分别为d1、d2、d3…，如图8所示，各相邻点的时间间隔为T，要用它来验证B与G两点处机械能是否守恒，可得BG间的距离h＝________，B点的速度表达式vB＝________，G点的速度表达式vG＝________，如果有________＝________，则机械能守恒． 图8 5．在用打点计时器“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m＝1.00 kg的重物拖着纸带竖直下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点，如图9所示，相邻计数点的时间间隔为0.04 s，P为纸带运动的起点，从P点到打下B点过程中物体重力势能的减少ΔEp＝________J，在此过程中物体动能的增加量ΔEp＝________J．(已知当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，答案保留三位有效数字)． 图9 实验：验证机械能守恒定律 一、实验目的 验证机械能守恒定律 二、实验原理 1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的机械能保持不变．若物体某时刻瞬时速度为v，下落高度为h，则重力势能的减少量为mgh，动能的增加量为 mv2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律． 图1 三、实验器材 铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，刻度尺，重物(带纸带夹)． 四、实验步骤 1．按图2将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路． 图2 2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落． 更换纸带重复做3～5次实验． 3．选纸带：分两种情况说明 (1)用mgh=mv2/2验证，应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近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． 五、注意事项 1．打点计时器要稳定地固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，以减小摩擦阻力． 2．应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小． 3．实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带． 六、误差分析 1．本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量ΔEk稍小于重力势能的减少量ΔEp，即ΔEkΔEp，这属于系统误差．改进的办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力． 2．本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差．减小误差的办法是测下落距离时都从O点量起，一次将各打点对应的下落高度测量完，或者多次测量取平均值． 3．打点计时器