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1、9实验：验证机械能守恒定律,1实验原理：自由落体运动中，物体的重力势能和动能可 以相互转化，总的机械能守恒设某时刻物体的瞬时速度为 v， 下落高度为 h，则有_利用打点计时器，通 过纸带测出重物某时刻下落的高度及该时刻的_，即可,验证机械能守恒定律,瞬时速度,刻度尺,低压交流电源,2实验器材：打点计时器、_、纸带、复写纸片、 重物、_、带有夹子的铁架台、导线等,3减小实验误差：为了减小阻力对实验的影响，应采用密 度_(填“较大”或“较小”)的重物，纸带应_,放置,较大,竖直,4关于“验证机械能守恒定律”的实验，下列叙述的步骤,中，正确的或必要的是(,),C,A利用天平测出重锤的质量 B采用直流
2、低压电源接打点计时器 C先接通电源，后释放纸带 D用秒表测出重锤下落的时间,5在“验证机械能守恒定律”的实验中，通过计算得到的,有 (,),A重锤的质量,D,B重锤的下落时间 C重锤的下落高度 D与重锤下落高度对应的瞬时速度 解析：重锤的质量不需要测量；打点计时器是计时的仪器， 故下落时间不需要计算；重锤下落的高度要测量出来；只有与 重锤下落高度对应的瞬时速度需要用平均速度计算出来,落体法验证机械能守恒定律,【实验目的】,研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，从而验证机,械能守恒定律,增加量为mv2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若,【实验原理】,(1)在只有重力做功的自由落体运动中
3、，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的瞬时,速度为 v，下落高度为 h，则重力势能的减少量为 mgh，动能的,1 2,相等则验证了机械能守恒定律,(2)速度的测量：做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时 速度等于相邻两点间的平均速度计算打第 n 个点时的瞬时速 度的方法是：测出第 n 个点前后相邻两段相等时间 T 内下落的 距离 xn 和 xn1，由公式 vn_算出，如图 791 所示,图 791,【实验器材】 铁架台(带铁夹)、打点计时器、重物(带纸带夹子)、纸带若 干条、复写纸片、导线、刻度尺、学生电源等,【实验步骤】,(1)安装：如图 792 所示，将打点计时
4、器固定在铁架台,上；用导线将打点计时器与低压交流电源相连接,图 792,(2)纸带打点：把纸带的一端在重物上用夹子固定好，另一 端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带，使重物停靠在打 点计时器附近，先_，待打点稳定后再_， 让重物自由下落重复几次，打下 35 条纸带 (3)选纸带：选取点迹较为清晰的纸带，挑选纸带上第一个 点及距离第一个点较远的点，并依次标上 0、1、2、3 (4)数据测量：测出点 0 到点 1、点 2、点 3的距离，即,为对应的下落高度 h1、h2、h3,接通电源,释放纸带,【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上，以
5、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,(4)测下落的高度时，要从第一个打的点测起，并且各点对,应的下落高度要一次测量完,【误差分析】,(1)本实验中，因重物和纸带在下落过程中要克服阻力做 功，故动能的增加量一定略小于重力势能的减少量，这是不可 避免的，属于系统误差，改进的方法是调整器材的安装，尽可 能地减小阻力,(2)本实验的另一误差来源于长度的测量，属于偶然误差 减小误差的方法是测量物体的下落距离时，所选的距离
6、尽可能 大一些，或者多次测量取平均值,【例题】(1)为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下 列器材可供选择：铁架台、打点计时器、复写纸、纸带、低压 直流电源、天平、秒表、导线、开关其中不必要的器材是 _，缺少的器材是_,(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器 所用电源的频率为 50 Hz，查得当地的重力加速度 g9.8 m/s2， 测得所用重物的质量为 1.00 kg.实验中得到的一条点迹清晰的 纸带，如图 793 所示，把第一个点记为 O，另选连续的 4 个点 A、B、C、D 作为测量点，待测量后知道 A、B、C、D 各 点到 O 点的距离分别为62.99 cm、70.18
7、 cm、77.76cm、85.73cm.,根据以上数据，可知重物由 O 点运动到 C 点，重力势能的减少 量等于_J，动能的增加量等于_J(取三位有效 数字),图 793,解析：(1)打点计时器工作是需要用交流电源的，故低压直 流电源应该换成低压交流电源；在该实验中，物体的质量可以 不用测量，用不到天平；打点计时器已经起到计时的作用，秒 表是多余的，而且打点计时器比秒表计时更精确,答案：(1)低压直流电源、天平、秒表,低压交流电源、重,锤、刻度尺,(2)7.62 7.57,【触类旁通】,1在“验证机械能守恒定律”的实验中，有下述步骤： A将打点计时器竖直固定在铁架台上；,B接通电源，再松开纸带
8、，让重物自由下落； C取下纸带，换新纸带，重新实验；,D将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手,提着纸带；,E选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度 h1、h2、h3、,、 hn，计算出对应的瞬时速度；,以上实验步骤的合理顺序是_,ADBCEF,2在“用落体法验证机械能守恒定律”的实验中：,(1)所用重锤的质量 m1.0 kg，打点计时器所用电源的频率 为 50 Hz，打下的纸带如图 794 所示(图中的数据为从起始 点 O 到该点的距离)，则在打 B 点时，重锤的速度 vB_m/s， 重锤的动能 EkB_J，从开始下落到打 B 点时，重锤的势 能减少量是_ J(取两位有效数字),图 794,(2)根据纸带算出各点的速度 v，量出下落距离 h，则以 v2,为纵轴，h 为横轴，画出的图线应是下图中的(,),答案：(1)0.79 0.31,0.32,(2)C,
