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1、第五章 机械能,必 修 二,实验六 验证机械能守恒定律,基础知识梳理,三、实验器材 铁架台(带铁夹)，打点计时器，重锤(带纸带夹子)，纸带数条，复写纸片，导线，毫米刻度尺。除了上述器材外，还必须有学生电源(交流46V)。 四、实验步骤 1按方法2把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。 2把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。 3接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。,五、注意事项 1打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。 2实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源、让打点计
2、时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的小点。 3选用纸带时应尽量挑第一、二点间接近2mm的纸带。 4测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能搞错，为了减小测量值h时的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些，纸带也不宜过长，有效长度可在60cm80cm以内。 5因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。,六、误差分析 1测量长度时会存在偶然误差，所以测长度时要多测几次，取平均值即可减小此误差。 2由于本实验中有纸带与限位孔间的摩擦力(主要因素)和空气阻力(次要因素)的影响，这是系统误差，它使增加的动能少于减小的重力势能，要减小影响，采用增加重锤质量的
3、办法，因为当重锤的重力远大于阻力时，可忽略阻力的影响。 3为了减小相对误差，选取的计数点最好离第一个点远一些。 4若第一、第二两点间的距离小于2mm，则这两点间的时间间隔不到0.02s或阻力过大。,核心考点突破,实验原理与数据处理,(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5_m/s；,纸带与限位孔间有摩擦空气阻力、测量长度时,读数有误差,9.70,2.40,0.576,0.588,类题演练 1 ,重锤未紧靠打点计时器/重锤与地面的距离太小,释放时手应该抓住纸带的上端并使纸带竖直,(2)小张在改正之后，得到一条点迹清晰的纸带，但由于粗心大意弄断了纸带，只留下如图乙所示的一部分，她认为仍旧可以利用重力
4、势能的变化量和动能变化量是否相等的思路来验证。具体如下：用天平称量得到重锤质量m0.3kg，重力加速度g9.8m/s2，打点计时器工作频率为50Hz，取纸带上打A点时重锤所在的位置为零高度，分别计算得出B、C、D、E、F各点到A点的距离作为高度h填入下述表格中，并进行相关的处理得出表格中的其他数据，小张发现数据处理的结果显示机械能明显不守恒，试提出帮小张解决这个问题的建议：_。,B、C、D、E、F各点的势能均为负值，应该有EEkEp,(3)在找到原因并改正后，求出表格中E点速度v_m/s，机械能E_J。(保留三位小数),1.333,0.045,实验方案与器材的改进 1通过小球自由落体运动的闪光
5、照片验证机械能守恒。 2由系统动能、重力势能的变化验证机械能守恒，所用实验器材：光电门、气垫导轨。,实验拓展与创新,(1)实验步骤： 将气垫导轨放在水平面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平； 用游标卡尺测量挡光条的宽度为l9.30mm； 由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s_ _cm； 将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已能过光电门2； 从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间t1和t2； 用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。,60.00(答案在59.9660.04,之间的也可),(2)
6、用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式； 滑块通过光电门1和光电门2的瞬时速度分别为v1_和v2_。 当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1_和Ek2_。 在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量Ep_(重力加速度为g)。 (3)如果Ep_，则可认为验证了机械能守恒定律。,mgs,Ek2Ek1,解题探究：光电门、气垫导轨在实验中起什么作用？ 答案：利用光电门测滑块的瞬时速度，气垫导轨代替长木板，减小阻力对实验结果的影响。,类题演练 2 ,(1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的t1_t2(填“”“”或“”)时，说明气垫导轨已经水平。 (2)用游标卡尺测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d_mm。 (3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q相连，钩码Q的质量为m。将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若t1、t2和d已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出_和_(写出物理量的名称及符号)。 (4)若上述物理量间满足关系式_，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。,5.0,滑块质量M,两光电门间距L,2年高考模拟,
