高三物理总复习 实验6 验证机械能守恒定律课件 鲁科版.ppt

实验六验证机械能守恒定律 知识要点归纳 利用自由落体运动验证只有重力作用下的物体机械能守恒 实验目的 实验原理 图4 6 1 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 实验器材 过程分析导引 一 实验步骤1 安装置 按图4 6 2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 图4 6 2 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 后松开纸带 让重物带着纸带自由下落 更换纸带重复做3 5次实验 3 选纸带 分两种情况说明 1 应选点迹清晰 且1 2两点间距离小于或接近2mm的纸带 若1 2两点间的距离大于2mm 这是由于先释放纸带 后接通电源造成的 这样 第1个点就不是运动的起始点了 这样的纸带不能选 三 注意事项1 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 重物应选用质量大 体积小 密度大的材料 3 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 纸带长度应选用60cm左右为宜 应选用点迹清晰的纸带进行测量 四 误差分析1 本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力 空气阻力 打点计时器阻力 做功 故动能的增加量 ek稍小于重力势能的减少量 ep 即 ek ep 这属于系统误差 改进的办法是调整器材的安装 尽可能地减小阻力 2 本实验的另一个误差来源于长度的测量 属偶然误差 减小误差的办法是测下落距离时都从0点量起 一次将各点对应的下落高度测量完 或者多次测量取平均值来减小误差 实验典例精析 2011年福建晋江第二次月考 某实验小组利用如图4 6 3甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律 1 下面列举了该实验的几个操作步骤 a 按照图示的装置安装器件 b 将打点计时器接到电源的 直流输出 上 c 用天平测出重锤的质量 d 释放悬挂连有重锤的纸带 同时接通电源开关打出一条纸带 e 测量纸带上某些点间的距离 f 根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是 填编号 图4 6 3 2 实验小组利用选出的一条清晰纸带 如图乙所示 打点计时器接在频率为f的交流电源上 从a点开始 每两个点取一个计数点 得到连续5个计数点a b c d e 测出起始点o到a点的距离为s0 o c两点间的距离为s1 o e两点间的距离为s2 重锤的质量为m 已知当地的重力加速度为g 则重锤下落的加速度表达式为 从打下起始点o到打下c点的过程中 重锤动能的增加量 ek 规律总结 掌握实验原理和纸带上处理数据的方法 动手完成实验是解决实验问题的关键 用落体法 验证机械能守恒定律 的实验中 1 从下列器材中选出实验所必需的 其编号为 a 打点计时器 包括纸带 b 重锤 c 天平 d 毫米刻度尺 e 秒表 f 小车 2 打点计时器的安装放置要求为 开始打点计时的时候 应先 然后 3 选用的纸带要求是 4 实验中产生误差的原因主要是 使重锤获得的动能往往 为减小误差 悬挂在纸带下的重锤应选择 5 如果以v2 2为纵轴 h为横轴 根据实验数据绘出的v2 2 h图线是 该线的斜率等于 3 所选的纸带最初两点的间距要接近2mm 4 产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩擦阻力 使得重锤获得的动能小于它所减少的重力势能 为减小误差 重锤应选体积小质量大的 5 描绘出来的v2 2 h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线 它的斜率即重力加速度 答案 见解析 用气垫导轨装置验证机械能守恒定律 先非常仔细地把导轨调成水平 然后如图4 6 4所示用垫块把导轨一端垫高h 滑块m上面装有宽为l 3cm的挡光框 使它由轨道上端任一处滑下 测出它通过光电门g1和g2时的速度v1和v2 就可以算出它由g1到g2这段过程中动能的增加量 ek 图4 6 4 1 滑块的速度v1 v2如何求出 滑块通过g1时的高度h如何求出 2 若测得图中l 1m x 0 5m h 20cm m 500g 滑块通过g1和g2的时间分别为5 0 10 2s和