实验六验证机械能守恒定律.ppt

第六讲 实验六：验证机械能守恒定律,1掌握实验的原理、操作过程和注意事项 2会利用纸带求物体的速度，从而计算物体的动能，并用来验证自由落体运动中机械能守恒,铁架台(含铁夹)、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物(带纸带夹),1安装置：如图所示，将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路 2打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方先接通电源，待打点稳定后松开纸带，让重物带着纸带自由下落 更换纸带重复做35次实验,1打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内以减少摩擦阻力 2重物密度大：重物应选用质量大、体积小、密度大的材料 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,用闪光照片验证机械能守恒,某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律频闪仪每隔0.05 s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8 m/s2，小球质量m0.2 kg，计算结果保留三位有效数字)：,(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5_m/s； (2)从t2到t5时间内，重力势能增量Ep_J，动能减少量Ek_J； (3)在误差允许的范围内，若Ep与Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律由上述计算得Ep_Ek(选填“”、“”或“”)，造成这种结果的主要原因是_,答案： (1)3.48 (2)1.24 1.28 (3) 存在空气阻力,用打点计时器进行验证,某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如图所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验,(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是_，理由是_,(2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图丙所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02 s，请根据纸带计算出B点的速度大小_m/s.(结果保留三位有效数字) (3)该小组内同学根据纸带算出了相应点的速度，作出v2h图线如图所示，请根据图线计算出当地的重力加速度g_m/s2.(结果保留两位有效数字),答案： (1)图甲；采用图乙实验时，由于小车与斜面间存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小车在下滑的过程中机械能不守恒，故图乙不能用于验证机械能守恒 (2)1.37 (3)9.75,拓展创新实验用光电门和气垫导轨进行验证,甲,(2011海南卷14)现要通过实验验证机械能守恒定律实验装置如图甲所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；,导轨上的B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t.用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，x表示A、B两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度用g表示重力加速度完成下列填空和