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7 9实验 验证机械能守恒定律 怎样用实验验证机械能守恒定律 新课导入 1 需要测量哪些物理量 m v 2 物体的选择有什么要求 质量大 横截面积小 3 用哪个仪器可以同时测量H和v 打点计时器 请同学们完成以下填空 物体做自由落体运动 只有 做功 物体的 与 相互转化 但总的机械能不变 若物体的某一时刻的瞬时速度是v 下落高度是h 则有 重力 重力势能 动能 mgh mv2 2 即验证 实验原理 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 实验器材 按如下实验步骤进行实验 用天平测量重物的质量 按照课本所示装置安装打点计时器 将纸带穿过计时器 下端与重物相连 接通电源 待计时器工作稳定后释放纸带 及时切断电源 取下纸带 标上纸带号 更换纸带 重复以上步骤 整理器材 使器材复位 实验步骤 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 实验的注意事项1 做本实验时 会受到空气阻力和限位孔对纸带的摩擦力的影响 怎样减小这些阻力对实验的影响 重物应该选择小而重的 即密度比较大的 打点计时器安装时要竖直 同时必须使纸带两限位孔在同一竖直线上 以减小摩擦阻力 2 最好选择哪两个位置作为过程的开始和终了位置 以第1个点作为开始 离起点较远的点作为终了位置 根据公式算出起始点与第二个点之间的距离为2mm 由公式 或由算出 由公式 或由算出 2 测定第n个点的瞬时速度的方法是 如图所示测出第n个点的相邻前 后两段相等时间T内下落的距离sn和sn 1 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 数据记录 4 通过测量计算发现 动能增加量总是稍小于重力势能减少量 这是怎么回事 因重物下落中势必要克服阻力做功 使得一小部分动能转化为了内能 验证机械能守恒定律 实验方法 速度测量 注意事项 中间时刻的瞬时速度与这段时间上的平均速度的数值相等 实验的结果受阻力影响重物的质量不必测量多做几次反复验证 用mgh表示重力势能的减少量用表示动能的增加量比较两者是否相等 课堂总结 1 为进行 验证机械能守恒定律 实验 有下列器材可选用 铁架台 打点计时器 复写纸 纸带 秒表 低压直流电源 导线 电键 天平 其中不必要的器材是 缺少的器材是 秒表 天平 低压直流电源 低压交流电源 刻度尺 重物 夹子 课堂训练 2 验证牛顿第二定律 与 验证机械能守恒定律 这两个实验 它们的共同之处是 A 都要用打点计时器B 都要用天平测质量C 都要用刻
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