实验6验证机械能守恒定律新课内容

实验六验证机械能守恒定律

v＝2gdv＝gt来算方案一：利用起始点和第n

代入 1v2，如果在实验误差允许的范围内

1mv2相等，则验证了机械能守恒定律和2m

1v21mv2算出2mB

1v

1v2，则验证了机械能守恒定律

＝2mB－2m

22v为纵轴，以2

2为横轴，根据实验数据作出2v－h2落，打点计时器就在纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新的纸带重打几条(3～5条)纸带．①若选第1O到下落到某一点的过程，即用mgh1v2来验证，应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2mm的纸

点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律—实验原理与实验操作例1利用图1实验装置探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题(1)实验操作步骤如下，请将步骤B 图2为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一C…与O点之间的距离h1、 (2)已知打点计时器的 BABA

g，结合实验中样纸带上打出的第1、22mm＝2m系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量ΔEk1v2必定稍小于重力势能的减少量ΔEp＝2m

物下落到B点的速度大小 纸带从O点下到B点的过程中，重物 加的动能 ，减少的重力 能 取打下O点时重物 算出该重物下落不同高 h时所对应的动 标系横轴表示 据在图3中已绘已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1＝2.94J/m，请计算图线Ⅱ的斜率k2 J/m(保留三位有效数字)．重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值 (k1k2表示通过对k1和k2的比较分析，可得到的结论是(只要求写出一条 二例 用如图6所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落m1上 邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，所用电源的频率为50Hz，计数点间的距离如图所示．已知m1＝50g、m2＝150g，则：(结果均保留两位有效数字)(1)在纸带上打下计数点5时的速度 05点的过程中系统动能增量ΔEk＝ J，系统势能的减少量ΔEp＝ 重力加速度g＝10m/s2)若某同学作出1v2－h图象如图8所示，则当地的重力加速度

如用第2点到第6点之间的纸带来验证必须直接测量的物理量为 选择一条纸带，用刻度尺测出重物下落的高度h1、h2、h3、…、hnv1、 2

三

．分别算出2mvnmghn2．[实验原理与操作]“验证机械能守恒定律”的实验装置可以采用图5本实验也可选用其他实验器材进行实验，只要能达到验证机械能的目的即可，如可利用气垫导轨和滑块进行实验，需验证的表达式为

d21 d21d )，也可利用摆球进行实验，需验证的表达式为d

例3某研究性学组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图12甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变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Δt1 所示，则d＝ 将滑块P用细线跨垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放．若Δt1、Δt2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 1．[实验操作]4所示，在利用自由落体运动验证机械能50Hz，依次打出的点为0、1、2、3、4、…、n.则：

时间间隔T＝0.1s．则物体运动的加速度a＝ 点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重力加g＝9.80m/s2.实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图(b)所示，纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hBhC的值．回答下列问题：(计算结果保留3位有效时时速度 打点计时器打B点时，重物速度的大小 A．小车B．钩码C．一端带定滑轮的木板D．细线E．电火花计时器F．纸带G．毫米刻度尺H．低压交流电源I．220V的交流电源 度 ；若测得小车质量为M、钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用v1、表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示 在实验数据处理时，如果以2d为横轴，根据实验数据绘出2－d图象，其图线的 5[验利竖上小的闪机能恒律如图13所所数为际距离，t0时刻刚好对应抛出点．该小组同学通过计算得到小球不同时刻的速度和速度的平方值如下.在所给的坐标纸上作出v2－h 6．[实验拓展]某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度，如图14甲所示．框架上装有可上下移动位置的光电门12；框架竖直部分紧贴一