1、 第 6讲 实验：验证机械能守恒定律 知识梳理 实验装置 实验步骤 1.安装仪器 ; 2.将纸带固定在重物上 ,让纸带穿过打点计时器限位孔 ; 3.用手提着纸带 ,让重物靠近打点计时器并处于 静止状态 ,然后 接通电源 ,松开纸带 ,让重物自由落下 ,纸带上打下一系列小点 ; 4.从几条打下点的纸带中挑选出点迹清楚的纸带进行测量 , Ek= m ,Ep=mgdn,vn= ; 122v 112nnddT?5.计算对比 Ep与 Ek的大小。 在误差允许的范围内 ,自由落体过程机械能守恒。 1.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
2、重锤、天平。回答下 列问题 : (1)(双选 )为完成此实验 ,除了所给的器材 ,还需要的器材有 AD 。 (填 入正确选项前的字母 ) A.米尺 B.停表 C.012 V的直流电源 D.012 V的交流电源 (2)实验中误差产生的原因有 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 ,选取的始、末两点距离过近 ;交流电频率不稳定等 。 (写出两个原因 ) 答案 (1)AD (2)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 ,选取的始、末两点距离过近 ;交 流电频率不稳定等。 解析 (1)用米尺测量纸带上各点间
3、的距离 ,A正确 ;本实验中用打点计 时器作为计时工具所以不需要停表 ,B错误 ;打点计时器使用的电源为交 流电源 ,所以 C错误 ,D正确。 (2)此实验主要误差来源有两方面 :摩擦 阻力 ;测量误差。 2.利用如图所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高度 h,并测出下落时间 t,通过 v=gt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 v= 计算出瞬时速度 2ghC.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于
4、这点前后相邻 两点间的平均速度 ,测算出瞬时速度 ,并通过 h= 计算出高度 h D.用刻度尺测出物体下落的高度 h,根据做匀变速直线运动时纸带上某 点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度 ,测算出瞬时速度 v 以上方案中只有一种最合理 ,最合理的是 D 。 (填入上述相应的 字母 ) 22vg答案 D 解析 在验证机械能守恒定律的实验中不能将物体下落的加速度看做 g,只能把它当做未知的定值 ,所以正确方案只有 D项。 深化拓展 考点 实验的注意事项与数据处理 深化拓展 考点 实验的注意事项与数据处理 1.注意事项 (1)打点计时器要竖直 :安装打点计时器时要竖直架稳 ,使其两限位孔在
5、同一竖直平面内以减小摩擦阻力。 (2)重物密度要大 :应选用质量大、体积小、密度大的重物。 (3)一先一后 :应先接通电源 ,让打点计时器正常工作后 ,再松开纸带让重 物下落。 (4)测长度 ,算速度 :某时刻的瞬时速度的计算应用 vn= ,不能用 vn= 或 vn=gt来计算。 112nnddT?2ngd2.数据处理的方法 方法一 :用 mv2=mgh验证时 ,利用起始点和第 n点计算。 如果在实验误差允许的条件下 ,mghn和 m 相等 ,则验证了机械能守恒 定律。 方法二 :用 m - m =mgh验证时 ,任取两点计算 (1)任取两点 A、 B测出 hAB,算出 mghAB。 (2)算出 m - m 的值。 (3)在实验误差允许的条件下 ,若 mghAB= m - m 成立 ,则验证了机械 能守恒定律。 方法三 :图像法 ,从纸带上选取多个点 ,测量每一点到初始点的高度 h,并 1122v122Bv2A122v2A122Bv2A
