聯(lián)盟教學(xué)資源高中物理新人教必修二同步課件：第七章 《實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》

9．實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

1．實(shí)驗(yàn)原理：自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢能和動(dòng)能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能守恒．設(shè)某時(shí)刻物體的瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則有________________．利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，通過紙帶測出重物某時(shí)刻下落的高度及該時(shí)刻的_________，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．瞬時(shí)速度刻度尺低壓交流電源

2．實(shí)驗(yàn)器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、________、紙帶、復(fù)寫紙片、重物、____________、帶有夾子的鐵架臺(tái)、導(dǎo)線等．

3．減小實(shí)驗(yàn)誤差：為了減小阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，應(yīng)采用密度________(填“較大”或“較小”)的重物，紙帶應(yīng)________放置．較大豎直4．關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，下列敘述的步驟中，正確的或必要的是()CA．利用天平測出重錘的質(zhì)量B．采用直流低壓電源接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C．先接通電源，后釋放紙帶D．用秒表測出重錘下落的時(shí)間5．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，通過計(jì)算得到的有()A．重錘的質(zhì)量D

B．重錘的下落時(shí)間

C．重錘的下落高度

D．與重錘下落高度對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度

解析：重錘的質(zhì)量不需要測量；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是計(jì)時(shí)的儀器，故下落時(shí)間不需要計(jì)算；重錘下落的高度要測量出來；只有與重錘下落高度對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度需要用平均速度計(jì)算出來．落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹垦芯课矬w自由下落過程中動(dòng)能與勢能的變化，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．增加量為—mv2，看它們在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，若【實(shí)驗(yàn)原理】

(1)在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變．若物體某時(shí)刻的瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則重力勢能的減少量為mgh，動(dòng)能的12相等則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．

(2)速度的測量：做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于相鄰兩點(diǎn)間的平均速度．計(jì)算打第n個(gè)點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度的方法是：測出第n個(gè)點(diǎn)前后相鄰兩段相等時(shí)間T內(nèi)下落的距離xn

和xn＋1，由公式vn＝________算出，如圖7－9－1所示．圖7－9－1

【實(shí)驗(yàn)器材】

鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、重物(帶紙帶夾子)、紙帶若干條、復(fù)寫紙片、導(dǎo)線、刻度尺、學(xué)生電源等．xn＋xn＋1

2T【實(shí)驗(yàn)步驟】(1)安裝：如圖7－9－2所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上；用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與低壓交流電源相連接．圖7－9－2

(2)紙帶打點(diǎn)：把紙帶的一端在重物上用夾子固定好，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手提著紙帶，使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，先___________，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再____________，讓重物自由下落．重復(fù)幾次，打下3～5條紙帶．

(3)選紙帶：選取點(diǎn)跡較為清晰的紙帶，挑選紙帶上第一個(gè)點(diǎn)及距離第一個(gè)點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)，并依次標(biāo)上0、1、2、3…… (4)數(shù)據(jù)測量：測出點(diǎn)0到點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3……的距離，即為對(duì)應(yīng)的下落高度h1、h2、h3……接通電源釋放紙帶【注意端事項(xiàng)】(1織)打點(diǎn)塌計(jì)時(shí)瞎器要艘穩(wěn)定趟地固射定在酷鐵架攏臺(tái)上招，打做點(diǎn)計(jì)采時(shí)器奶平面與紙削帶限偉位孔硬調(diào)整籠在豎奮直方耀向上稠，以葉減小閃摩擦還阻力糞．(2岸)應(yīng)選安用質(zhì)丟量和伶密度震較大寶的重掩物，比增大申重力該可使卷阻力擊的影響相們對(duì)減郵小，稱增大嘉密度粉可以屠減小甲體積爺，可沾使空券氣阻挽力減翼小．(3查)實(shí)驗(yàn)粥中，爽需保慣持提捷紙帶餐的手圓不動(dòng)間，且寺保證伴紙帶想豎直鬼，待接通綿電源遷，打?qū)c(diǎn)計(jì)經(jīng)時(shí)器跑工作讓穩(wěn)定具后，假再松燙開紙謝帶．(4常)測下共落的源高度秧時(shí)，掩要從和第一賓個(gè)打吩的點(diǎn)奏測起啦，并心且各沃點(diǎn)對(duì)應(yīng)的芬下落妨高度身要一輝次測潑量完細(xì)．【誤差鑄分析】(1行)本實(shí)饒驗(yàn)中除，因咬重物瓶和紙聚帶在嚇下落棒過程艙中要縫克服賞阻力編做功，蘆故動(dòng)胡能的版增加杠量一劫定略壺小于大重力嫂勢能腎的減凈少量符，這卻是不譽(yù)可避免據(jù)的，巖屬于蛾系統(tǒng)它誤差術(shù)，改帆進(jìn)的顯方法臟是調(diào)洋整器高材的叢安裝場，盡銹可能地倉減小席阻力餡．(2愈)本實(shí)直驗(yàn)的廢另一相誤差愧來源耀于長長度的周測量懸，屬惕于偶歇然誤意差．減小其誤差位的方虹法是區(qū)測量臨物體模的下搞落距讓離時(shí)詠，所春選的炎距離延盡可館能大一暈些，涌或者敢多次盲測量禿取平鉤均值猾．【例題】(1青)為進(jìn)民行“驗(yàn)證授機(jī)械羨能守盛恒定淚律”的實(shí)輩驗(yàn)，厲有下列器挑材可簡供選礙擇：妥鐵架附臺(tái)、鍬打點(diǎn)縱計(jì)時(shí)劣器、銜復(fù)寫騾紙、觀紙帶光、低仙壓直流罵電源呈、天養(yǎng)平、叮秒表霉、導(dǎo)劇線、考開關(guān)本．其芝中不漸必要論的器銳材是__痛__途__文__樣__拳__瘋_，缺檢少的塵器材跌是__桐__歲__煮__貫__瘋__踐__．(2衡)在“折驗(yàn)證競機(jī)械拉能守?fù)芎愣〝U(kuò)律”婚的實(shí)鐘驗(yàn)中按，已璃知打策點(diǎn)計(jì)系時(shí)器所用烘電源香的頻訓(xùn)率為50作H孔z，查怖得當(dāng)討地的秘重力秀加速槽度g＝9.萬8哥m/亮s2，測得包所用耀重物貪的質(zhì)熊量為1.淘00碗k滑g.實(shí)驗(yàn)摧中得狠到的碼一條鉆點(diǎn)跡己清晰猴的紙帶濕，如抽圖7－9－3所示且，把訪第一察個(gè)點(diǎn)皇記為O，另薪選連遇續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為周測量機(jī)點(diǎn)，持待測炊量后咐知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的望距離局分別攜為62成.9現(xiàn)9拿cm、70梳.1搏8嘆cm、77昏.7話6c旬m、85雜.7延3c恢m.根據(jù)胖以上治數(shù)據(jù)館，可別知重粗物由O點(diǎn)運(yùn)拔動(dòng)到C點(diǎn)，艙重力編勢能膚的減咐少量等鹿于__上__暗__凈__胖J，動(dòng)益能的鼻增加己量等男于__塔__南__使__撤J．(取三賓位有爺效數(shù)字)圖7－9－3解析微：(1晝)打點(diǎn)筋計(jì)時(shí)器里工作憂是需跳要用勾交流泳電源眨的，立故低脅壓直流電攤源應(yīng)牌該換柄成低存壓交亡流電遲源；鐵在該菌實(shí)驗(yàn)臥中，益物體潤的質(zhì)限量可知以不用涂測量瓶，用秀不到氧天平委；打路點(diǎn)計(jì)殿時(shí)器蘿已經(jīng)奶起到伸計(jì)時(shí)炭的作真用，跨秒表是秀多余群的，黃而且鴨打點(diǎn)毒計(jì)時(shí)員器比暫秒表朽計(jì)時(shí)旁更精鞠確．答案漂：(1爺)低壓繼直流電摩源、免天平臘、秒閱表低壓獄交流振電源艇、重錘、休刻度壇尺(2候)7盟.6形2悟7.稀57【觸類撥旁通】1．在荒“驗(yàn)鉗證機(jī)忠械能踩守恒屢定律燙”的逆實(shí)驗(yàn)盲中，位有下繩述步程驟：A．將減打點(diǎn)而計(jì)時(shí)醬器豎禮直固扁定在灶鐵架毛臺(tái)上魂；B．接打通電償源，柄再松耗開紙鏡帶，污讓重母物自膨由下袍落；C．取澇下紙屬帶，壯換新落紙帶臨，重毅新實(shí)第驗(yàn)；D．將證重物勸固定采在紙記帶的涌一端序，讓稀紙帶目穿過陸打點(diǎn)脖計(jì)時(shí)密器，僅用手提著婦紙帶奧；E．選延擇一拘條紙茄帶，治用刻向度尺析測出龍物體首下落郊的高怨度h1、h2、h3、…、hn，計(jì)算遍出對(duì)坦應(yīng)的正瞬時(shí)憤速度問；以上風(fēng)實(shí)驗(yàn)時(shí)步驟夾的合眉理順錫序是__揉__很__下__累__者_(dá)_．AD牛BC稍EF2．在紀(jì)“用禽落體視法驗(yàn)厘證機(jī)狂械能孔守恒勁定律均”的影實(shí)驗(yàn)椒中：(1艷)所用庭重錘久的質(zhì)阻量m＝1.爸0鄉(xiāng)豐kg，打憶點(diǎn)計(jì)冬時(shí)器糊所用茅電源啟的頻腎率為50糠H削z，打死下的旬紙帶割如圖7－9－4所示(圖中傻的數(shù)前據(jù)為展從起郵始點(diǎn)O到該悲點(diǎn)的密距離)，則翁在打B點(diǎn)時(shí)另，重捧錘的思速度vB＝__逝_(tái)_撤_m竿/s，重錘夫的動(dòng)麻能EkB＝__黑__善__留J，從蓮開始罷下落品到打B點(diǎn)時(shí)騾，重扔錘的恒勢能減