实验. 验证机械能守恒定律.doc

实验：验证机械能守恒定律自主学习：复习资料77页典例分析【例1】(2010海南高考)利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示：(1)实验步骤：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平；用游标卡尺测量挡光条的宽度l，结果如图所示，由此读出l=_mm；由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=_cm；将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间t1和t2；用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m.(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式：滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=_和v2=_.当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=_和Ek2=_.在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少Ep=_(重力加速度为g).(3)如果Ep=_，则可认为验证了机械能守恒定律.【例2】(1)在做“验证机械能守恒定律”的实验时，实验小组A不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了,剩下的一部分纸带上各点间的距离如图所示的数值，已知打点计时器的周期为T =0.02s,重力加速度g =9.8 m/s2;重锤的质量为m,已知S1=0.98cm, S2=1.42cm, S3=1.78cm,则记录B点时重锤的动能EKB= J(写计算式字母表示),记录C点时重锤的动能EKC=0.32m J;重锤从B点到C点重力势能变化量是 J,动能变化量是 J.从而可以得出结论： .（2）在验证机械能守恒定律的实验中自由落下的重锤质量要大一些，这是为了减少 对实验的影响. 实验中 测定重锤的质量( 填“要”或“不要” ).实验小组C在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,因此想到可以通过该实验装置测阻力的大小. 根据已知当地重力加速度公认的较准确的值为g, 电源的频率为f, 又测量出物理量 , .他（她）们用这些物理量求出了重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F （用字母表示）. 练习：1、在验证机械能守恒定律的实验中(1)研究对象是自由落体的重物，除下列器材：铁架台、打点计时器、纸带、重物、夹子外，还要有哪些器材_(2)做此实验时，有同学按以下步骤进行固定好打点计时器，将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让手尽量靠近打点计时器松开纸带，接通电源，开始打点，并如此重复几次，取得几条打点纸带取下纸带，挑选点迹清楚的纸带，记下起始点O，在离O点较近处选择几个连续的计数点(或计时点)并计算出各点的速度值测出各点距O点的距离，即为下落高度用天平称出物体的质量计算出mghn和mv，看是否相等在上述步骤中，多余的是_，有错误并给予更正：_，_，_，_.(3)选择纸带的要求是_，_，_.(4)实验中得到一条纸带如图所示，当打点计时器打点c时，物体的动能表达式为_，物体势能减少的表达式为_，若等式_成立，则验证了机械能守恒定律2在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，当地的重力加速度g9.80 m/s2.那么：(1)纸带的_端(选填“左”或“右”)与重物相连；(2)根据图上所得的数据，从O点到B点，重物重力势能减少量Ep_ J，动能增加量Ek_ J(结果取3位有效数字)；(3)实验的结论是_4(2011安徽池州)在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50 Hz，依次打出的点为0,1,2,3,4，n.则：(1)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_、_、_，必须计算出的物理量为_、_，验证的表达式为_(2)下列实验步骤操作合理的顺序排列是_(填写步骤前面的字母)A将打点计时器竖直安装在铁架台上B接通电源，再松开纸带，让重物自由下落C取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验D将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带E选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1，h2，h3，hn，计算出对应的瞬时速度v1，v2，v3，vnF分别算出mv和mghn，在实验误差范围内看是否相等3.（2011海南物理T14）现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1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，s表示A ，B 两点的距离，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。完成下列填空和作图；（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_。动能的增加量可表示为_。若在运动过程中机械能守恒，与s的关系式为= _.（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：以s为横坐标，为纵坐标，在答题卡上对