甘肃省崇信县高中物理 7.9 实验验证机械能守恒定律课件新人教版必修2.ppt

第七章 机械能守恒定律 9 实验 验证机械能守恒定律 实验原理 在自由落体运动中 若物体下落高度h时的速度为v 则 测定第n点的即时速度的方法是 测出第n点的相邻的前 后两段相等时间t内下落的距离由下列公式算出 实验器材 实验器材 打点计时器 纸带 复写纸 重物 刻度尺 铁架台 带铁夹 学生电源等 夹子 打点计时器 纸带 重物 铁架台 打点计时器的作用是什么 重物选取的原则是什么 为什么 密度比较大 质量相对比较大 可以减小因为空气阻力带来的误差 实验中还有哪些应该注意的地方 计时器要稳定在铁架台上 计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向 铁架台放在桌边 计时器距地面的距离大约是1m 这样做的目的是什么 计时器平面与纸带限位孔在竖直方向上的目的是减小摩擦以减小实验误差的产生 铁架台放在桌边有利于重物下落到地面上 计时器距地面的距离较大的目的是能够有充足的时间使重物下落 以便在纸带上能够打出较多的点 有利于进行计算 本实验要不要测量物体的质量 无需测量物体的质量 如果实验要求计算势能和动能的具体数据 那就必须要知道物体的质量 实验步骤 1 按图把打点记时器安装在铁架台上 用导线把打点记时器与学生电源连好 2 把纸带的一端在重锤上用架子固定好 另一端穿过记时器限位孔 用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点记时器附近 实验步骤 3 先接通电源 后松手让重锤带着纸带下落 4 重复几次 得3 5条纸带 5 在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带 在起始点标上o 以后各依次标上1 2 3 用刻度尺测出对应高度h1 h2 h3 第一个间隔 一定要求是2mm左右吗 实验步骤 6 应用公式计算各点对应的速度v1 v2 v3 7 计算各点对应的势能减少量和动能的增加量进行比较 数据记录 可不可以用图象处理数据 图象法处理数据 该图象的斜率表示什么 为什么图象通过原点 注意事项 1 实验中打点记时器的安装 两纸带限位孔必须在同一竖直线上 以减少摩擦力 2 实验时 必须先接通电源 让打点记时器工作正常后才松开纸带让重锤下落 3 打点记时器必须接50hz交流低压电源 4 必须保留纸带上打出点迹的第一点 且第1 2点间距约为2mm的纸带误差小 5 实验中 只要验证gh是否等于v2 2即可 不用测重锤的质量 误差分析 由于重锤克服阻力作功 所以动能增加量略小于重力势能减少量 误差分析 1 偶然误差 测量长度时会带来误差 2 系统误差 实验中重物和纸带下落过程中要克服阻力 主要是打点计时器的阻力 做功 故动能的增加量 ek必定稍小于势能的减少量 ep 辨析 计算物体的速度 可有三种方法 第1种方法是根据机械能守恒定律得到的 而我们的目的就是验证机械能守恒定律 所以不能用第2种方法认为加速度为g 由于各种摩擦阻力不可避免 所以实际加速度必将小于g 这样将得到机械能增加的结论 有阻力作用机械能应该是减少的 故这种方法也不能用 1 2010年理综四川卷22 2 2 有4条用打点计时器 所用交流电频率为50hz 打出的纸带a b c d 其中一条是做 验证机械能守恒定律 实验时打出的 为找出该纸带 某同学在每条纸带上选取了点迹清晰的 连续的4个点 用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为s1 s2 s3 请你根据下列s1 s2 s3的测量结果确定该纸带为 已知当地的重力加速度为9 791m s2 a 61 0mm65 8mm70 7mmb 41 2mm45 1mm53 0mmc 49 6mm53 5mm57 3mmd 60 5mm61 0mm60 6mm c 2 2010年理综安徽卷21 21 利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时 需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h 某班同学利用实验得到的纸带 设计了以下四种测量方案 a 用刻度尺测出物体下落的高度h 并测出下落时间t 通过v gt打点计时器纸带夹子接电源重物计算出瞬时速度v b 用刻度尺测出物体下落的高度h 并通过计算出瞬时速度v d 3 2010年理综新课标卷22 22 4分 如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图 现有的器材为 带铁夹的铁架台 电磁打点计时器 纸带 带铁夹的重锤 天平 回答下列问题 1 为完成此实验 除了所给的器材 还需要的器材有 填入正确选项前的字母 a 米尺b 秒表c 0 12v的直流电源d 0 12v的交流电源 2 实验中误差产生的原因有 写出两个原因 纸带与打点计时器之间有摩擦 用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差 计算势能变化时 选取始末两点距离过近 交流电频率不稳定 ad 5 湖北省部分重点中学2010届第一次联考13 13 11分 在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中 1 产生误差的主要原因是 a 重物下落的实际距离大于测量值b 重物下落的实际距离小于测量值c 重物的实际末速度v大于gtd 重物的实际末速度v小于gt 2 甲 乙 丙三位同学分别得到a b c三条纸带 它们的前两个点间的距离分别是1 0mm 1 9mm 4 0mm 那么一定存在操作误差的同学是 错误的原因是 先释放了重物 后接通电源 d 丙 3 有一条纸带 各点距a点的距离分别为d1 d2 d3 如图所示 各相邻点间的时间间隔为t 当地重力加速度为g 要用它来验证b和g两点