《【优化指导】高中物理 79 实验 验证机械能守恒定律同步课件 新人教必修2.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【优化指导】高中物理 79 实验 验证机械能守恒定律同步课件 新人教必修2.ppt（41页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第九节实验第九节实验：验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 一、实验目的一、实验目的验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律二、实验原理二、实验原理通通过过实实验验，求求做做自自由由落落体体运运动动物物体体的的重重力力势势能能的的减减少少量量和和相相应应过过程程动动能能的的增增加加量量若若二二者者相相等等，说说明明机机械械能能守守恒恒，从而验证机械能守恒定律从而验证机械能守恒定律三、实验器材三、实验器材打打点点计计时时器器及及电电源源、纸纸带带、复复写写纸纸、重重物物、刻刻度度尺尺、带带有铁夹的铁架台、导线有铁夹的铁架台、导线四、实验步骤四、实验步骤1安安装装：将将打打点点计计时时器器固固定定在在
2、铁铁架架台台上上；用用导导线线将将打打点点计时器与低压交流电源相连接计时器与低压交流电源相连接2接接电电源源，打打纸纸带带：把把纸纸带带的的一一端端在在重重物物上上用用夹夹子子固固定定好好，另另一一端端穿穿过过打打点点计计时时器器的的限限位位孔孔，用用手手提提着着纸纸带带使使重重物物停停靠靠在在打打点点计计时时器器附附近近，接接通通电电源源，待待打打点点稳稳定定后后松松开开纸纸带带，让重物自由下落重复几次，打下让重物自由下落重复几次，打下35条纸带条纸带3选选纸纸带带：选选取取点点迹迹较较为为清清晰晰的的挑挑选选纸纸带带上上第第一一个个点点及距离第一个点较远的点，并依次标上及距离第一个点较远的
3、点，并依次标上0,1,2,34数数据据测测量量：测测出出0到到点点1、点点2、点点3的的距距离离，即即为为对应的下落高度对应的下落高度h1、h2、h3六、注意事项六、注意事项1安安装装打打点点计计时时器器时时，必必须须使使两两个个限限位位孔孔在在同同一一竖竖直直线线上，以减小摩擦阻力上，以减小摩擦阻力2应应选选用用质质量量和和密密度度较较大大的的重重物物，增增大大重重力力可可使使阻阻力力的的影影响响相相对对减减小小，增增大大密密度度可可以以减减小小体体积积，可可使使空空气气阻阻力力减减小小3实实验验时时必必须须保保持持提提起起的的纸纸带带竖竖直直，手手不不动动接接通通电电源源后后，让让打打点点
4、计计时时器器工工作作稳稳定定后后再再松松开开纸纸带带，以以保保证证第第一一点点是是一个清晰的点一个清晰的点七、误差分析七、误差分析1本本实实验验的的误误差差主主要要来来自自于于空空气气阻阻力力及及纸纸带带和和计计时时器器限限位位孔孔之之间间的的摩摩擦擦故故重重力力势势能能的的减减少少量量应应等等于于动动能能增增加加量量和和克克服服阻阻力力做做功功之之和和所所以以动动能能的的增增加加量量应应略略小小于于重重力力势势能能的的减少量减少量2偶然误差偶然误差测量长度时会带来误差，减小误差的办法是测量长度时会带来误差，减小误差的办法是：(1)测距离时都应从打第一个点测距离时都应从打第一个点O点量起点量起
5、(2)多测几次取平均值多测几次取平均值3系统误差系统误差实实验验中中重重物物和和纸纸带带下下落落过过程程中中要要克克服服阻阻力力(主主要要是是打打点点计计时时器器的的阻阻力力)做做功功，故故动动能能的的增增加加量量Ek必必定定稍稍小小于于重重力力势势能能的减少量的减少量Ep.在在“验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律”的的实实验验中中，有有下下列列A至至F六个步骤六个步骤：A将打点计时器竖直固定在铁架台上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，让重锤自由下落接通电源，再松开纸带，让重锤自由下落C取取下下纸纸带带，更更换换纸纸带带(或或将将纸纸带带翻翻个个面面)，重重新新做做实实验
6、验答案答案：(1)ADBCEF(2)BCD【针针对对训训练练】1.关关于于验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律的的实实验验步步骤骤有有以下说法以下说法A把把打打点点计计时时器器固固定定在在铁铁架架上上，并并且且用用导导线线将将打打点点计计时器接在低压交流电源上时器接在低压交流电源上B将将连连有有重重物物的的纸纸带带穿穿过过限限位位孔孔，用用手手提提着着纸纸带带，让让重物尽量靠近打点计时器重物尽量靠近打点计时器C松开纸带，接通电源松开纸带，接通电源D更更换换纸纸带带，重重复复几几次次，选选用用点点迹迹清清晰晰且且第第1、2两两点点间距为间距为2 mm的纸带的纸带E用用天天平平称称出出物物体体的的
7、质质量量，利利用用mghmv2/2验验证证机机械械能守恒定律能守恒定律在上述实验步骤中错误的是在上述实验步骤中错误的是_；多余的是；多余的是_答案答案：CE在在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中，已知打的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地的重力加速度，查得当地的重力加速度g9.80 m/s2，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示，图中时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示，图中O点是打点点是打点计时器打出的第一个点，计时器打出的第一个点，A、B、C、D分
8、别是每打两个点取分别是每打两个点取出的计数点根据以上数据，可知重物出的计数点根据以上数据，可知重物(质量为质量为m)由由O点运动点运动到到B点时点时：(1)重力势能的减少量为重力势能的减少量为_；(2)动能的增加量为动能的增加量为_；(3)根根据据计计算算的的数数据据可可得得出出什什么么结结论论？产产生生误误差差的的主主要要原原因是什么？因是什么？(3)从从(1)、(2)中中计计算算的的数数据据得得出出在在实实验验误误差差允允许许的的范范围围内重物减少的重力势能等于其动能的增加，机械能守恒内重物减少的重力势能等于其动能的增加，机械能守恒重重物物减减少少的的重重力力势势能能略略大大于于其其增增加
9、加的的动动能能，原原因因是是重重物物在在下下落落时时要要受受到到阻阻力力作作用用(打打点点计计时时器器对对纸纸带带的的摩摩擦擦力力、空空气气阻力阻力)，克服阻力做功，克服阻力做功答案答案：(1)1.911m(2)1.864m(3)见解析见解析【题题后后总总结结】(1)动动能能增增量量略略小小于于势势能能减减少少量量，属属于于系系统统误差误差(2)注意处理数据时的单位换算注意处理数据时的单位换算【针对训练】【针对训练】2.在在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中，的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，取当地的重力加速，取当地的重力加速度度g
10、9.8 m/s2，测得所用的重物的质量为，测得所用的重物的质量为1.00 kg.实验中得到实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的，另选连续的4个点个点A、B、C、D作为测量的点经测量知道作为测量的点经测量知道A、B、C、D各点到各点到O 的距离分别为的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm.根根据以上数据，可知重物由据以上数据，可知重物由O点运动到点运动到C点，重力势能的减少量点，重力势能的减少量等于等于_J，动能的增加量等于，动能的增加量等于_J(取取3位有效数字位有效数字)答案答案：7.627.
11、561在在“验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律”的的实实验验中中，下下列列物物理理量量中中需要用工具直接测量的和通过计算得到的有需要用工具直接测量的和通过计算得到的有()A重锤的质量重锤的质量B重力加速度重力加速度C重锤下落的高度重锤下落的高度D与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度答案答案：CD2如图所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到如图所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选中的一条纸带，我们选中N点来验证机械能守恒定律下面举点来验证机械能守恒定律下面举出一些计算打出一些计算打N点时纸带下落速度的方法，其中正确的是点时纸带下落速度的方
12、法，其中正确的是(T是打点周期是打点周期)()答案答案：C答案答案：A4用落体法验证机械能守恒定律中用落体法验证机械能守恒定律中(1)从下列器材中选出实验所必需的，其编号为从下列器材中选出实验所必需的，其编号为_A打点计时器打点计时器(包括纸带包括纸带)B重锤重锤C天平天平 D毫米刻度尺毫米刻度尺E秒表秒表 F运动小车运动小车(2)打打 点点 计计 时时 器器 的的 安安 装装 放放 置置 要要 求求 为为 _ _；开开 始始 打打 点点 计计 时时 的的 时时 候候，应应 先先 _，然然 后后_答案答案：(1)ABD(2)使使两两个个限限位位孔孔的的中中线线严严格格竖竖直直先先接接通通电电源
13、源释释放放纸纸带带(3)点迹清晰点间距合适点迹清晰点间距合适(4)纸纸带带通通过过打打点点计计时时器器时时的的阻阻力力和和重重锤锤所所受受的的空空气气阻阻力力小于它所减少的重力势能应选体积小、密度大的重锤小于它所减少的重力势能应选体积小、密度大的重锤(5)一条过原点的倾斜直线重力加速度一条过原点的倾斜直线重力加速度5.某个小组的三位同学按照正确的操作选得纸带如图某个小组的三位同学按照正确的操作选得纸带如图其中其中O是起始点，是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的是打点计时器连续打下的3个点个点该同学用毫米刻度尺测量该同学用毫米刻度尺测量O到到A、B、C各点的距离，用重锤各点的距离，用重锤在
14、在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g9.80 m/s2，打点计时器所用电源频率为，打点计时器所用电源频率为f50 Hz，设重锤质，设重锤质量为量为1.00 kg.(3)丙丙同同学学用用AC段段的的平平均均速速度度作作为为跟跟B点点对对应应的的重重锤锤的的瞬瞬时时速速度度，若若hA9.51 cm，hB12.42 cm，hc15.70 cm，则则丙丙同同学学算算得得该该段段重重锤锤重重力力势势能能的的减减少少量量为为_J(计计算算结结果果保保留留三三位位有有效效数数字字，下下同同)，而而动动能能的的增增加加量量为为_J，这这样样得得到
15、到的的结结果果是是重重力力势势能能的的减减少少量量_动动能能的的增增加加量量(选填选填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)(4)若若你你是是指指导导老老师师，你你认认为为三三个个同同学学的的数数据据处处理理方方法法中中较较合合理理的的是是_(选选填填“甲甲”、“乙乙”或或“丙丙”，此此空空为不定项选择为不定项选择)解解析析：甲甲同同学学用用vBngT求求得得的的速速度度vB为为理理论论值值，但但由由于于实实验验中中存存在在阻阻力力，重重锤锤实实际际下下落落的的高高度度比比理理论论上上在在nT时时间间内下落的小，故造成重力势能的减少小于动能的增加内下落的小，故造成重力势能的减少小于动能的
16、增加乙乙同同学学用用机机械械能能守守恒恒规规律律验验证证机机械械能能守守恒恒，故故得得到到的的重重力势能的减少等于动能的增加力势能的减少等于动能的增加答案答案：(1)小于小于(2)等于等于(3)1.221.20大于大于(4)丙丙6在在“验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律”的的实实验验中中，打打点点计计时时器器所所用用电电源源频频率率为为50 Hz，当当地地重重力力加加速速度度的的值值为为9.80 m/s2，测测得得所用重物的质量为所用重物的质量为1.00 kg.若若按按实实验验要要求求正正确确地地选选出出纸纸带带进进行行测测量量，量量得得连连续续三三点点A、B、C到到第第一一个个点点的的距距
17、离离如如图图所所示示(相相邻邻计计数数点点时时间间间间隔隔为为0.02 s)，那么，那么(1)纸带的纸带的_端与重物相连端与重物相连(2)打打点点计计时时器器打打下下计计数数点点B时时，重重物物的的速速度度vB_.(3)在在从从起起点点O到到打打下下计计数数点点B的的过过程程中中重重力力势势能能的的减减少少量量是是Ep_，此此过过程程中中重重物物动动能能的的增增加加量量是是Ek_.(4)通通过过计计算算，数数值值上上Ep_Ek(选选填填“”、“”或或“”)，这是因为，这是因为_(5)实验的结论是实验的结论是_答案答案：(1)左左(2)0.98 m/s(3)0.49 J0.48 J(4)实实验验中中存存在在着着阻阻力力(5)在在误误差差允允许许的的范范围围内内，重物的机械能守恒重物的机械能守恒