《高中物理人教必修二课件7.9实验验证机械能守恒定律1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教必修二课件7.9实验验证机械能守恒定律1（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、9 实验：验证机械能守恒定律,【实验过程】 一、实验步骤 1.安装置：按图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。,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35次实验。 3.选纸带：选取点迹较为清晰且有两点间的距离约为2mm的纸带，把纸带上打出的两点间的距离为2 mm的第一个点作为起始点，记作O，在距离O点较远处再依次选出计数点1、2、3 4.测距离：用刻度尺测出O点到1、2、3的距离，即为对应下落的高度h1、h2、h3,二、数据处理 1
2、.计算各点对应的瞬时速度：记下第1个点的位置O，在纸带上从离O点适当距离开始选取几个计数点1、2、3并测量出各计数点到O点的距离h1、h2、h3再根据公式vn= ，计算出1、2、3、4、n点的瞬时速度v1、v2、v3、v4vn。,2.机械能守恒验证： 方法一：利用起始点和第n点。 从起始点到第n个计数点，重力势能减少量为mghn，动能增加量为 计算ghn和 如果在实验误差允许的范围内ghn= 则机械能守恒定律得到验证。,方法二：任取两点A、B。 从A点到B点，重力势能减少量为mghA-mghB，动能增加量为 计算ghAB和 如果在实验误差允许的范围内ghAB= 则机械能守恒定律得到验证。,方法
3、三：图像法。 计算各计数点 v2，以 v2为纵轴，以各计数点到 第一个点的距离h为横轴，根据实验数据绘出 v2-h 图线。若在误差许可的范围内图像是一条过原点且 斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律。,【误差分析】 (1)在进行长度测量时，测量及读数不准造成误差。 (2)重物下落要克服阻力做功，部分机械能转化成内能，下落高度越大，机械能损失越多，所以实验数据出现了各计数点对应的机械能依次略有减小的现象。 (3)由于交流电的周期不稳定，造成打点时间间隔变化而产生误差。,【注意事项】 1.应尽可能控制实验满足机械能守恒的条件，这就要求尽量减小各种阻力的影响，采取的措施有： (1)安装打点计时器时
4、，必须使两个限位孔的中线严格竖直，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，使空气阻力减小。,2.纸带选取： (1)以第一个点为起点时，要验证的是 =mghn，必须保证纸带上的第一个点为重物静止释放时打的点，所以前两个点的间距为h= gt2= 10(0.02)2m=2 mm。 (2)以下落中某点为起点时，要验证的是 =mghmn，这时选择纸带不需要满足两点间距为2mm。 3.计算速度时不能用v=gt或v= ，否则就犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误。,热点一 实验原理与操作 【典例1】(2015九江高一检测)在“验证机械能
5、守恒定律”的实验中： (1)下列物理量中需要用工具直接测量的有( ) A.重物的质量 B.重力加速度 C.重物下落的高度 D.与重物下落高度对应的重物的瞬时速度,(2)实验中，如果以 为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的 -h图线应是_，才能合乎实验验证的要求， -h图线的斜率等于_的数值。,【正确解答】(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中，只需要用刻度尺测量重物下落的高度。重物的质量不用测量。重力加速度不需要测量。通过计算可以得到与重物下落高度对应的重物的瞬时速度。故选C。 (2)在验证机械能守恒定律的实验中，有：mgh= mv2，则有： = gh，由于g是常数，所以 -h图线为过原点的
6、倾斜直线，图线的斜率等于g。,答案：(1)C (2)过原点的倾斜直线重力加速度g,热点二 实验数据处理 【典例2】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g取9.8m/s2，重锤质量为1kg。,(1)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。 (2)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。 (3)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_。,【正确解答】(1)重锤下落的速度 重锤在打出B点时的动能 EkB= = 11.172J=0.68J (2)打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量 Ep减=mghOB=19.870.510-3J=0.69J,(3)由(1)、(2)计算结果可知，重锤下落过程中，在实验误差允许的范围内，动能的增加量等于其重力势能的减少量，机械能守恒。 答案：(1)1.170.68(2)0.69(3)机械能守恒,
