《2017_2018学年高中物理第2章能的转化与守恒第3节第1课时实验：机械能的转化和守恒的实验探究课件鲁科版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017_2018学年高中物理第2章能的转化与守恒第3节第1课时实验：机械能的转化和守恒的实验探究课件鲁科版必修2（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、笠3节ZZ能量守恒定御第1课时“实验:机械能的转化和守恒的实验探究实验知能.清清楚楚一、实验目的1.会用打点计时器打下的纸带计算物体的运动速度和位移。2.探究自由落体运动物体的机械能守恒。二、实验原理让物体自由下落,在忽略阻力情况下,探究物体的机械能守恒,有两种方案探究物体的机械能守恒:(D以物体下落的起始点0为基准,测出物体下落高度f时的速度大小a彤202一8n庞五则可验证物作咤机械能守恒。G)测出物体下落高度f过程的初、末时刻的速度pl、D2,若关系式量姜_量z二g/z成立,则物体的机械能守恒。三、实验器材铁架台(带铁夹)电磁打点计时器、低压交流电流(4一6V)、重物、毫米刻度尺、纸带(带
2、夹子)、复写纸片、导线。四、实验步骤1.安装置:按图2-3-1将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架司上,姥好宇跋阜口阮晓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,然后再松开纸带,让重物带着纸带自由下落。更换纸带,按上述要求再重复做3一5次。3.选纸带:分两种情况:(D应选点证洁商东12丽点问趾离小于孝荣巡2mm的纸带。若1、2两点间的距离大于2mm,这是由先释放纸带,后接通电源造成的。这样,第1个点就不是运动的起始点了,纸带上第1个点对应的动能就不等于零。原理式mgh一z就不成立了。Q)用mgAt一才
3、p丁u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,这样纸带上打出的第1+、2两点间的距离是否为2mm就无关紧要了,所以只要后面的点迹清晤就可选用。4.测距离:用毫米刻度尺测出0点到1、2、3-.-各计数点的距离,求出重物对应于各点下落的高度、a、a“.-并将各点对应的高度填入设计的表格中。五、数据处理1.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0点适当距离开始选取几个计数点12、3-.-并测量出各计数点到0点的距离见、/-.再利用匀变速直线运动公式u二计算出L+2、3、4-点的瞬时速度pz、o2、DasD47vDue2.实验驼证方法一:利用起始点0和n个计
4、数点,分别计算出各点对应的重力势能和动能。设起始点0处的重力势能为委,则各计数点处的重力势能为一mgj,对应的动能为n2,如果在实验误荫允许的范围内g一jou2,则机械能守恒。方法二:任意选取两点4、B,测出,计算出gu:再计算出pu、0p、加古-加,的值,如果在实验误差允许的范图1内g一22-加,则机械能守佩。【方法三:图像法。从纸带上多选取几个计数点,测量出0点(吉珍点)到共余各计数点的距离(物体下葛的高度)i并计算出谷炉运度的平万oz,然“团5后b为纵轴,以f为横轲,根据实验数据绘出g图线若在误差允许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。吴最六、误差分析1.系
5、统误差:在只有重力对物体做功时,物体的动能和重力势能可以相互转化,且动能和重力势能的总和保持不变。但实验不可避免地存在阻力(打点计时器与纸带间的摩擦阻力、空气际力竿),重物下落要克服阵力做功,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。改进的办法是改进器材,尽量减小阻力。2.偶然误差:在进行长度测量时,测量及读数不准造成误差。减小误差的办法:(D测量距离时都必须从起始点0开始依次测量。G)多测几次,取平均值。3.打点计时器产生的误差:(D由于文流画的眉期不穗定;逛成打点吊间间隔变化而产生误差。G)振动片振动不均匀,打点过浅或过紧造成误差;纸带放置的方法不正确,计数点选取的不好,都会造成误差。七、注意事项1.尽量减小各种阻力而减小实验误差,可采取如下措施:(D物体选用体积小、密度大的重锤,盼力求纸带下落前保持竖直,以减小系统误差。(2)打点计时器必须稳固安装在铁架台上,并且两个限位孔的中线要严格在同一竖直线上,以减小纸带受到的摩擦阻力。2.实验叶,必须先榻通皮源,让打点计时器正常且稳定工作后,再忠开纸帝让重物下落。3.对纸带进行测量时,应一次性测出各计数点到起始点0的距离,不能分阶段测量,为了减小测量值的相对误差,选取的各个计数点要离起始点0尽量远一些,纸带也不易过长,有效长度可在60一80cm之间。
