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课件网) 第5节 科学验证：机械能守恒定律 知识 清单破 知识点 1 知识点 1 实验目的 第2课时 验证机械能守恒定律 1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。 2.掌握利用自由落体运动验证机械能守恒定律的原理和方法。 让物体自由下落,忽略阻力情况下物体的机械能守恒,有两种方案验证物体的机械能守 恒: 方案一:以物体自由下落的位置O为起始点,测出物体下落高度h时的速度大小v,若 mv2=mgh 成立,则可验证物体的机械能守恒。 方案二:测出物体下落高度h过程的初、末时刻的速度v1、v2,若关系式 m - m =mgh成立, 则物体的机械能守恒。 知识点 1 知识点 2 实验原理 铁架台、打点计时器、重物(带夹子)、纸带、毫米刻度尺、交流电源。 知识点 1 知识点 3 实验器材 1.安装置: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,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。 知识点 1 知识点 4 实验过程 3.选纸带:选取点迹较为清晰且有两点间的距离约为2 mm的纸带,把纸带上打出的两点间的 距离为2 mm的第一个点作为起始点,记作O点,在距离O点较远处再依次选出计数点1、2、3 … 4.测距离:用刻度尺分别测出O点到计数点1、2、3…的距离,即对应下落的高度h1、h2、h3… 1.在进行长度测量时,测量及读数不准造成误差。减小方法:(1)测量距离时应从起始点O点量 起,且选取的计数点离O点远些;(2)多次测量取平均值。 2.重物下落要克服阻力做功,部分机械能转化成内能,下落高度越大,机械能损失越多,所以实 验数据出现了各计数点对应的机械能依次略有减小的现象。 3.由于交流电的周期不稳定,造成打点时间间隔变化而产生误差。 知识点 1 知识点 5 误差分析 1.应尽可能控制实验满足机械能守恒的条件,这就要求尽量减小各种阻力的影响,采取的措施 有: (1)安装打点计时器时,必须使两个限位孔的中线严格竖直,以减小摩擦阻力。 (2)应选用质量和密度较大的重物,增大重力可使阻力的影响相对减小,增大密度可以减小体 积,以减小空气阻力。 2.实验时,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。 3.纸带选取 (1)以第一个点为起点时,要验证的是 m =mghn,必须保证纸带上的第一个点为重物静止释 放时打的点,所以前两个点的间距约为h= gt2= ×9.8×0.022 m≈2 mm。 知识点 1 知识点 6 注意事项 (2)以下落中某点为起点时,要验证的是 m - m =mghmn,这时选择纸带不需要满足初始两 点间距为2 mm。 4.计算速度时不能用v=gt或v= ,否则就犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错 误。 疑难 情境破 疑难 实验原理与实验数据的处理 讲解分析 1.计算纸带上各点对应的瞬时速度 记下第1个点的位置O,在纸带上从离O点适当距离开始选取几个计数点1、2、3…,测量 出各计数点到O点的距离h1、h2、h3…,再根据公式vn= 计算出2、3…n点的瞬时速度v 2、v3…vn。 2.验证机械能守恒 方法一:利用起始点和第n点。 从起始点到第n个计数点,重力势能减少量为mghn,动能增加量为 m ,计算ghn和 ,如果在 实验误差允许的范围内ghn= ,则机械能守恒定律得到验证。 方法二:任取两点A、B。 从A点到B点,重力势能减少量为mghA-mghB,动能增加量为 m - m ,计算ghAB和 - ,如 果在实验误差允许的范围内ghAB= - ,则机械能守恒定律得到验证。 方法三:图像法。 计算各计数点的 v2,以 v2为纵轴,以各计数点到第一个点的距离h为横轴,根据实验数据绘出 v2-h图线。若在误差允许的范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线,则机械能守恒定律 得到验证。第1章 功和机 ... ...
