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1、实验 验证机械能守恒定律 研究自由落体运动 O A B C D 方案1 从起点开始计算 方案2 从一般位置开始计算 一 实验原理 二 实验器材 实验器材 打点计时器 纸带 复写纸 重物 刻度尺 铁架台 带铁夹 学生电源等 打点计时器 纸带 重物 铁架台 4 选择合适的纸带 处理数据 3 更换纸带 重复几次 1 将打点计时器固定在铁架台上 把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 三 实验步骤 2 用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近 然后先接通电源 再松开纸带 让重物自由下落 问题1 本实验要不要测量物体的质量 无需测量物体的质量 如果实验要求计算势能和动能的具体数据 那
2、就必须要知道物体的质量 问题2 纸带上的第一个点为计时起点0 起始点的速度应该为零 即打点计时器在纸带上打下第一个点时纸带刚开始下落 起始点 对于实际获得的纸带 如何判定纸带上的第一个点就是纸带刚开始下落时打下的呢 纸带上的头两个点间的距离应接近2mm 思考 可以回避起始点吗 即处理纸带时可以不用到起始点吗 我们可以选取A B两点 比较它们的机械能EA和EB 若以点B为0势能点 则有 EKA mg h EKB 问题3 如何测量物体的瞬时速度 做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度 等于相邻两点间的平均速度 思考 这种方法认为加速度为g 由于各种摩擦阻力不可避免 所以实际加速度必将小于g 这样将得到
3、机械能增加的结论 有阻力作用机械能应该是减少的 故这种方法也不能用 注意事项 1 安装打点计时器时 必须使两纸带限位孔在同一竖直线上 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 选用纸带时应尽量挑选第一 二点间距接近2mm的点迹清晰且各点呈一条直线的纸带 数据记录 图象法处理数据 该图象的斜率表示什么 为什么图象通过原点 1 在验证机械能守恒定律的实验中 1 除打点计时器 电源 重锤 纸带以外 在下面的测量仪器中 必需使用的是 A 天平B 弹簧秤C 刻度尺D 秒表 C 2 如果以为纵轴 以h为横轴 由实验数据描出
4、的图线是一条通过原点的直线 那么该直线的斜率等于 当地的重力加速度 2 如图为 验证机械能守恒定律 的实验装置示意图 现有的器材为 带铁夹的铁架台 电磁打点计时器 纸带 带铁夹的重物 导线 开关 回答下列问题 1 为完成此实验 除了所给的器材 还需要的器材有 填入正确选项前的字母 A 秒表B 刻度尺C 0 6V的交流电源D 0 6V的直流电源 2 实验中误差产生的原因有 写出两个原因 1 题中所给的是电磁打点计时器 故还需要0 6V的交流电源 为测量纸带上点之间的距离 还需要刻度尺 2 用刻度尺测量纸带上点之间的距离即重物下落的高度时 会引起实验误差 纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦力 也会对
5、该实验造成误差 BC 3 下列关于 验证机械能守恒定律 实验的实验误差的说法 正确的是A 重物质量的称量不准会造成较大误差B 重物质量选用得大些 有利于减小误差C 重物质量选用得较小些 有利于减小误差D 打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计时器误差要小 B 4 如图是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带 有关尺寸在图中已注明 我们选中n点来验证机械能守恒定律 下面举一些计算n点速度的方法 其中正确的是A n点是第n个点 则vn gnTB n点是第n个点 则vn g n 1 TC D CD 5 某次 验证机械能守恒定律 的实验中 用6V 50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带 如图4所示 O点为重锤下落的起点 选取的计数点为A B C D 各计数点到O点的长度已在图上标出 单位为毫米 重力加速度取9 8m s2 若重锤质量为1kg 打点计时器打出B点时 重锤下落的速度vB m s 重锤的动能EkB J 1 175 0 69 从开始下落算起 打点计时器打B点时 重锤的重力势能减小量为J 根据纸带提供的数据 在误差允许的范围内 重锤从静止开始到打出B点的过程中 得到的结论是 机械能守恒 0 69
