《物理实验验证机械能守恒定律考点总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理实验验证机械能守恒定律考点总结（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 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2速度的测量：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点之间的平均速度vt 2t计算打第n个点速度的方法：测出第n个点与相邻前后点间的距离xn和xn1，由公式vn 或vn 算出，如图实61所示三、实验器材铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)四、实验操作1实验
2、步骤(1)安装置：按图实62所示将检查、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：分两种情况说明用 mvn2mghn验证时，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，这样的纸带不能选用 mvB2 mvA2mgh验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，
3、这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否大于2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用2数据处理(1)测量计算在起始点标上0，在以后各点依次标上1、2、3用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3利用公式vn 计算出点1、点2、点3、的瞬时速度v1、v2、v3(2)验证守恒法一：利用起始点和第n点计算代入ghn和 vn2，如果在实验误差允许的条件下，ghn vn2，则机械能守恒定律是正确的法二：任取两点计算任取两点A、B测出hAB，算出ghAB.算出 vB2 vA2的值在实验误差允许的条件下，如果ghAB vB2 vA2，则机械能守恒定律是正确的法三：图象法从纸带上选取多个点，测量从第
4、一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以 v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出 v2h图线若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒五、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 与纸带限位孔调整到竖直方向，以减小摩擦阻力2重物要选用密度大、体积小的物体，这样可以减小空气阻力的影响，从而减小实验误差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速度不能用vngtn或vn 计算，因为只要认为加速度为g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，况且用vngtn计
5、算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，所以速度应从纸带上直接测量计算同样的道理，重物下落的高度h，也只能用刻度尺直接测量，而不能用hn gtn2或hn 计算得到六、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Ek稍小于重力势能的减少量Ep，即EkEp，这属于系统误差改进的办法是调整器材的安装，尽可能地减少阻力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0点量起，一次将各打点对应的下落高度测量完或者采用多次测量取平均值来减小误差(2010茂名模拟)(1)在
6、“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下可供选择的实验器材：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键其中不必要的器材是_，缺少的器材是_(2)用如图实63所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压有6 V的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律下面列举了该实验的几个操作步骤：A按照图示的装置安装器件；B将打点计时器接到电源的直流输出端上；C用天平测量出重锤的质量；D释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E测量打出的纸带上某些点
7、之间的距离；F根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能 是否等于增加的动能指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的横线上，并说明其原因答：_.解析 (1)不必要的器材是低压直流电源、天平、秒表缺少的器材是低压交流电源、重物、刻度尺(2)步骤B是错误的，应该接到电源的交流输出端步骤D是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带步骤C不必要，因为根据测量原理，重锤的动能和势能中都包含了质量m，可以约去答案 见解析在利用电磁打点计时器(电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz)“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)某同学用如图实64所示的装置进行实验，得到如图
8、实65所示的纸带，把第一个点(初速度为零)记作O点，测出点O、A间的距离为68.97 cm，点A、C间的距离为15.24 cm，点C、E间的距离为16.76 cm，已知当地的重力加速度为9.8 m/s2，重锤的质量为m1.0 kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为_J，重力势能的减少量为_J.(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a_m/s2.(3)在实验中发现，重锤减少的重力势能总大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用，用题目中给出的已知量求出重锤下落过程中受到的平均阻力大小为_N.解析 本题主要考查“验证机械能守恒定律
9、”这个实验的基本原理、应用及误差分析，并且综合考查了牛顿第二定律(1)C点速度vC 4.00 m/ss该过程动能的增加量.Ek mvC2 1.0(4.00)2 J8.00 J该过程重力势能的减少量为EpmghOC1.09.8(68.9715.24)102 J8.25 J.(2)加速度a 9.50 m/s2.(3)由牛顿第二定律得：mgFfma即Ffmgma0.30 N.答案 (1)8.00 8.25 (2)9.50 (3)0.30一、实验目的1描绘小电珠的伏安特性曲线2分析伏安特性曲线的变化规律二、实验原理1用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在U
10、I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来2电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大；滑动变阻器采用分压式：使电压能从零开始连续变化3滑动变阻器的限流接法和分压接法(1)两种接法比较方式内容 限流接法分压压接法对对比说说明两种接法电电路图图串、并联联关系不同负载负载 R上电电压调节压调节 范围围U E0 U E分压压接法调调节节范围围大方式内容 限流接法分压压接法对对比说说明负载负载 R上电电流调节调节 范围围I0 I 分压压接法调调节节范围围大闭闭合S前触头头位置b端a端都是为为了保护电护电 路元件(2)限流电路、分压电路的选择原则安全性原则：不超过电表的量
11、程或允许通过的最大电流方便性原则：便于调节，方便读数经济性原则：以损耗能量最小为原则(3)两种接法的适用条件限流式接法适合测量阻值小的电阻(与滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)因为Rx小，限流式中滑动变阻器分得电压大，移动滑动触头调节范围大分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总电阻大)因为Rx大，分压式中Rx几乎不影响电压的分配，移动滑动触头电压变化明显，便于调节以下几种情况必须采用分压接法：a若采用限流式不能控制电路中电流满足实验要求，即不论怎样调节滑动变阻器，待测电阻上的电流(或电压)都会超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分
12、压式接法b若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，不利于多次测量求平均值，此时，应改用分压式接法c若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分压式接法在两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低4仪器的选择(1)电表的选择：先估算电流或电压值，在选择电流表或电压表时，应使指针达到半偏以上(2)滑动变阻器的选择：实验电路若采用限流式接法，一般选用阻值适当大一些的滑动变阻器，但不可过大；实验电路若采用分压式接法，应选择阻值小一些的滑动变阻器，以便于调节，但要注意其
13、额定电压和额定电流值(3)电源的选择：综合考虑小灯泡、电压表、电流表的量程以及滑动变阻器的阻值，保证能为实验提供合适的电流或电压三、实验器材小电珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一个，电压表(03 V15 V)与电流表(00.6 A3 A)各一个，滑动变阻器(最大阻值20 )一个，学生低压直流电源(或电池组)，开关一个，导线若干，坐标纸、铅笔四、实验操作1实验步骤(1)根据小电珠上标示的额定电压和额定电流，选定电源的输出电压和电表的量程；(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图实81所示的电路；图实81(3)将滑动变阻器的触头移动到右端，闭合
14、开关，调节滑动变阻器，读出并记录多组U、I数值，将测量数据填入表格中；(4)断开开关，拆除电路，整理仪器2数据处理实验中的U、I数据记入下表中：U/V0 0.2 0.4 0.6 0.9 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.5 3.8I/A0(1)在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立坐标系，选取合适的标度；(2)在坐标纸上描出以上各组数据所对应的点，用一条平滑的曲线把这些点连起来，得到小电珠的伏安特性曲线五、注意事项1电路的连接方式(1)电流表应采用外接法：因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与00.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大(2)滑动变阻器应采用分压式连接：目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化2闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时小电珠两端因电压过大而烧坏灯丝3IU图线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故在U1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差4电流表选择0.6 A量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定，即使用的若是“3.8 V,0.3 A”的小电珠，选用电压表的15 V量程；若使用“2.5 V,0.6 A”的小电珠，则选用电压表的
