7.9實驗：驗證機械能守恒定律.doc

第九節(jié)實驗：驗證機械能守恒定律課前學(xué)習(xí)【摘要-質(zhì)疑】1.實驗?zāi)康模?2.實驗原理： 在只有重力做功的自由落體運動中，物體的重力勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化，但總的機械能守恒。設(shè)某時刻物體的瞬時速度為V，下落高度為h，則有： 。故可利用打點計時器測出重物下落時某時刻 的 及下落的高度，即可驗證機械能是否守恒。 3.實驗器材： 打點計時器、 、紙帶、復(fù)寫紙片、重物、 、鐵夾臺、導(dǎo)線兩根。課堂學(xué)習(xí)【情境-問題-活動】1.某學(xué)生在驗證機械能守恒定律的實驗中有如下操作步驟，試按合理的順序步驟序號填在下面的線上：_A斷開電源，取下紙帶，選出前兩個點間距離接近2mm的紙帶；B把紙帶固定在重錘上；C將紙帶穿過打點計時器，并把紙帶上提使重錘停在靠近打點計時器的地方；D把打點計時器固定在放于桌邊的鐵架臺上，并與低壓交流電源相連接；E接通電源，同時釋放紙帶；F求出重錘重力勢能的減少量EP和動能的增加量EK，比較EP和EK得出實驗結(jié)論；G用刻度尺量出所選取的計數(shù)點到打下的第一個點0之間的距離【夯實基礎(chǔ)-穩(wěn)扎穩(wěn)打】1.（ ）關(guān)于驗證機械能守恒定律的下列說法中正確的是： A、選用重物時，重的比輕的好； B、選用重物時，體積小的比大的好； C、選定重物后，要稱出它的質(zhì)量； D、重物所受的重力，應(yīng)選大于它受的空氣阻力和紙帶受到打點計時器的阻力。 2( )在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下面敘述正確的是 A.應(yīng)用天平稱出物體的質(zhì)量 B.應(yīng)當(dāng)選用點跡清晰，特別是第一個點沒有拉成長條的紙帶 C.操作時應(yīng)先放紙帶后接電源 D.打點計時器應(yīng)接在電壓為46V的電源上 3.在驗證機械能守恒定律的實驗中，需直接測量的物理量是 ( ) A重物的質(zhì)量B重力加速度C重物下落的高度D與下落高度對應(yīng)的重物的瞬時速度4.在驗證機械能守恒定律的實驗中，下列操作正確的是( ) A先釋放重物，后接通電源B用秒表測量重物下落的時間C打完一條紙帶后，立即切斷電源D每打完一條紙帶，活動復(fù)寫紙位置5.在下面三個力學(xué)實驗中A驗證牛頓第二定律B驗證機械能守恒定律C碰撞中的動量守恒(1)實驗中要使用打點計時器的有_(2)實驗中要求物體通過某點即時速度的有_(3)實驗中必須用天平測物體質(zhì)量的有_(4)實驗中要用刻度尺量長度的有_(5)實驗中需要平衡摩擦力的有_6.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中：(1)現(xiàn)有器材是：打點計時器；低壓電源；紙帶；帶夾子的重物；刻度尺；天平；導(dǎo)線；鐵架臺。其中該實驗不需要的器材是_。(2)實驗中，要從幾條打上點的紙帶中挑選第一、二兩點間的距離接近 _mm并且點跡清晰的紙帶進行測量。(3)某學(xué)生在實驗中器材安裝正確，操作規(guī)范，所用交流電的頻率為50Hz，但驗證結(jié)果是重物增加的動能稍小于它減少的重力勢能，其主要原因是_。課后學(xué)習(xí)【重難突破-運籌演練】7.在用自由落體運動驗證機械能守恒定律的實中，(1)若用公式v=gt計算瞬時速度進行驗證，打點計時器所接交流的頻率為50Hz，甲、乙兩條實驗紙帶，應(yīng)選_紙帶為好（圖）(2)若通過測量紙帶上某兩點間距離來計算瞬時速度進行驗證的話，設(shè)已測得點2到4點之間距離為S1，點0到點3之間距離為S2，打點周期為T，為驗證自重物開始下落到打點計時器打下點3這段時間內(nèi)機械能守恒，實驗結(jié)果應(yīng)滿足S1、S2、T之間的關(guān)系為_(3)重物選取的原則應(yīng)是_8.在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，物體從靜止落下，并在紙帶上打下從0開始的一系列的點，已知所用電源頻率為50Hz，每打5個點取一個計數(shù)點，各計數(shù)點與第一個點0之間的距離見下表點序號01234距離(cm)05.0019.8544.6078.90(1)則實驗所測重力加速度值為_；(2)計數(shù)點2所對應(yīng)的即時速度值為_；(3)實驗中是否需要測出重物質(zhì)量?_；因為_9.為了驗證物體在自由下落過程中機械能是守恒的，將m=0.5kg的重物系上一紙帶，并將紙帶穿過打點計時器，當(dāng)重物自由下落時，得到如圖所示的記錄紙帶，已知打點周期T=0.02s（設(shè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.9m/s2）計算打A、B兩點時重物下落的速率VA=_，VB=_以A、B兩點為例，驗證機械能是否守恒?Ek=_，mgh=_結(jié)論_10.斜面長100cm，高60cm，某同學(xué)以質(zhì)量為400g的小車沿斜面下滑來驗證機械能守恒定律，他從記錄小車運動的打點紙帶上選取了A、B、C、D四個計數(shù)點，已知每相鄰兩點間對應(yīng)的時間間隔為0.1s，A與B、B與C、C與D之間的距離分別為10cm、15cm、20cm，則小車由紙帶上對應(yīng)打B點時運動到打C點時，小車動能增加了_J，重力勢能減小了_J實際上此過程機械能并不守恒是由于_ ，若減小斜面傾角，將使本實驗的誤差_（填“增大”、“減小”、“不變”）11.在驗證機械能守恒定律的實驗中,已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz ,查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2 , 測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg,實驗運用公式mv2/2=mgh時,從幾條打上點的紙帶中挑選第一第二點間的距離接近_mm并且點跡清楚的紙帶（如圖所示）進行測量，把第一個點記作O，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別19.63cm,23.74cm、28.22cm、33.12cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到B點，重力勢能的減少量等于_J，動能的增加量等于_J(取3位有效數(shù)字).【變式拓展-遷移超越】12.在重錘帶動紙帶自由下落，用打點計時器驗證機械能守恒的實驗時，打點計時器打出的紙帶如下圖所示重錘的質(zhì)量用m表示，根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，重錘在B點的動能是_，重錘在E點的動能是_ 在上述過程中，重錘重力勢能變化是_（記數(shù)點A、B、CF均為相鄰的打點）13.在驗證機械能守恒定律時，將重物自由下落，紙帶記錄如圖所示（計算結(jié)果取2位有效數(shù)字）T=0.02s圖中紙帶左端為與重