7.9实验：验证机械能守恒定律.doc

第九节实验：验证机械能守恒定律课前学习【摘要-质疑】1.实验目的： 2.实验原理： 在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总的机械能守恒。设某时刻物体的瞬时速度为V，下落高度为h，则有： 。故可利用打点计时器测出重物下落时某时刻 的 及下落的高度，即可验证机械能是否守恒。 3.实验器材： 打点计时器、 、纸带、复写纸片、重物、 、铁夹台、导线两根。课堂学习【情境-问题-活动】1.某学生在验证机械能守恒定律的实验中有如下操作步骤，试按合理的顺序步骤序号填在下面的线上：_A断开电源，取下纸带，选出前两个点间距离接近2mm的纸带；B把纸带固定在重锤上；C将纸带穿过打点计时器，并把纸带上提使重锤停在靠近打点计时器的地方；D把打点计时器固定在放于桌边的铁架台上，并与低压交流电源相连接；E接通电源，同时释放纸带；F求出重锤重力势能的减少量EP和动能的增加量EK，比较EP和EK得出实验结论；G用刻度尺量出所选取的计数点到打下的第一个点0之间的距离【夯实基础-稳扎稳打】1.（ ）关于验证机械能守恒定律的下列说法中正确的是： A、选用重物时，重的比轻的好； B、选用重物时，体积小的比大的好； C、选定重物后，要称出它的质量； D、重物所受的重力，应选大于它受的空气阻力和纸带受到打点计时器的阻力。 2( )在“验证机械能守恒定律”的实验中，下面叙述正确的是 A.应用天平称出物体的质量 B.应当选用点迹清晰，特别是第一个点没有拉成长条的纸带 C.操作时应先放纸带后接电源 D.打点计时器应接在电压为46V的电源上 3.在验证机械能守恒定律的实验中，需直接测量的物理量是 ( ) A重物的质量B重力加速度C重物下落的高度D与下落高度对应的重物的瞬时速度4.在验证机械能守恒定律的实验中，下列操作正确的是( ) A先释放重物，后接通电源B用秒表测量重物下落的时间C打完一条纸带后，立即切断电源D每打完一条纸带，活动复写纸位置5.在下面三个力学实验中A验证牛顿第二定律B验证机械能守恒定律C碰撞中的动量守恒(1)实验中要使用打点计时器的有_(2)实验中要求物体通过某点即时速度的有_(3)实验中必须用天平测物体质量的有_(4)实验中要用刻度尺量长度的有_(5)实验中需要平衡摩擦力的有_6.在“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)现有器材是：打点计时器；低压电源；纸带；带夹子的重物；刻度尺；天平；导线；铁架台。其中该实验不需要的器材是_。(2)实验中，要从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近 _mm并且点迹清晰的纸带进行测量。(3)某学生在实验中器材安装正确，操作规范，所用交流电的频率为50Hz，但验证结果是重物增加的动能稍小于它减少的重力势能，其主要原因是_。课后学习【重难突破-运筹演练】7.在用自由落体运动验证机械能守恒定律的实中，(1)若用公式v=gt计算瞬时速度进行验证，打点计时器所接交流的频率为50Hz，甲、乙两条实验纸带，应选_纸带为好（图）(2)若通过测量纸带上某两点间距离来计算瞬时速度进行验证的话，设已测得点2到4点之间距离为S1，点0到点3之间距离为S2，打点周期为T，为验证自重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒，实验结果应满足S1、S2、T之间的关系为_(3)重物选取的原则应是_8.在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，物体从静止落下，并在纸带上打下从0开始的一系列的点，已知所用电源频率为50Hz，每打5个点取一个计数点，各计数点与第一个点0之间的距离见下表点序号01234距离(cm)05.0019.8544.6078.90(1)则实验所测重力加速度值为_；(2)计数点2所对应的即时速度值为_；(3)实验中是否需要测出重物质量?_；因为_9.为了验证物体在自由下落过程中机械能是守恒的，将m=0.5kg的重物系上一纸带，并将纸带穿过打点计时器，当重物自由下落时，得到如图所示的记录纸带，已知打点周期T=0.02s（设当地的重力加速度g=9.9m/s2）计算打A、B两点时重物下落的速率VA=_，VB=_以A、B两点为例，验证机械能是否守恒?Ek=_，mgh=_结论_10.斜面长100cm，高60cm，某同学以质量为400g的小车沿斜面下滑来验证机械能守恒定律，他从记录小车运动的打点纸带上选取了A、B、C、D四个计数点，已知每相邻两点间对应的时间间隔为0.1s，A与B、B与C、C与D之间的距离分别为10cm、15cm、20cm，则小车由纸带上对应打B点时运动到打C点时，小车动能增加了_J，重力势能减小了_J实际上此过程机械能并不守恒是由于_ ，若减小斜面倾角，将使本实验的误差_（填“增大”、“减小”、“不变”）11.在验证机械能守恒定律的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz ,查得当地的重力加速度g=9.80m/s2 , 测得所用的重物的质量为1.00kg,实验运用公式mv2/2=mgh时,从几条打上点的纸带中挑选第一第二点间的距离接近_mm并且点迹清楚的纸带（如图所示）进行测量，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别19.63cm,23.74cm、28.22cm、33.12cm。根据以上数据，可知重物由O点运动到B点，重力势能的减少量等于_J，动能的增加量等于_J(取3位有效数字).【变式拓展-迁移超越】12.在重锤带动纸带自由下落，用打点计时器验证机械能守恒的实验时，打点计时器打出的纸带如下图所示重锤的质量用m表示，根据纸带上的数据，重锤在B点的动能是_，重锤在E点的动能是_ 在上述过程中，重锤重力势能变化是_（记数点A、B、CF均为相邻的打点）13.在验证机械能守恒定律时，将重物自由下落，纸带记录如图所示（计算结果取2位有效数字）T=0.02s图中纸带左端为与重