《金版新学案》2012高考物理一轮 第5章 第五讲 实验六:验证机械能守恒定律课
时间:2025-04-03
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实验六: 第五讲 实验六:验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律
1.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互 .在只有重力做功的自由落体运动中, 相转化,但总的机械能保持不变.若物体某时刻瞬时速度为v 相转化,但总的机械能保持不变.若物体某时刻瞬时速度为 ,下落高 1 度为h,则重力势能的减少量为mgh,动能的增加量为 mv 2,看它们在 度为 ,则重力势能的减少量为 , 2 实验误差允许的范围内是否相等,若相等则验证了机械能守恒定律. 实验误差允许的范围内是否相等,若相等则验证了机械能守恒定律. 2.计算打第 个点时速度的方法:测出第 个点与相邻前后点间的 .计算打第n个点时速度的方法 测出第n个点与相邻前后点间的 个点时速度的方法: xn+xn+1 hn+1-hn-1 距离x 由公式v 算出, 距离 n和xn+1,由公式 n= 或v n= 算出,如下图所 2T 2T 示.
铁架台(含铁夹 、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、导线、 铁架台 含铁夹)、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、导线、 含铁夹 毫米刻度尺、重物 带纸带夹 带纸带夹). 毫米刻度尺、重物(带纸带夹 .
一、实验步骤 1.按图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上, .按图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上, 接好电路. 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 .打纸带:将纸带的一端用夹子固定在重物上, 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 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. 接通电源,后松开纸带,让重物带着纸带自由下落. 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~ 次实验 次实验. 更换纸带重复做 ~5次实验.
3.选纸带:分两种情况说明 .选纸带: (1)应选点迹清晰,且1、2两点间距离小于或接近 mm的纸带.若 应选点迹清晰, 两点间距离小于或接近2 的纸带. 应选点迹清晰 、 两点间距离小于或接近 的纸带 1、2两点间的距离大于 mm,这是由于先释放纸带,后接通电源造成 、 两点间的距离大于 两点间的距离大于2 ,这是由于先释放纸带, 这样, 个点就不是运动的起始点了, 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. 个点就不是运动的起始点了 这样的纸带不能选. 1 1 (2)用 mv B2- mv A2=mg h验证时,由于重力势能的相对性, 处 用 验证时, 验证时 由于重力势能的相对性, 2 2 理纸带时,选择适当的点为基准点,这样纸带上打出的第1、
两点间 理纸带时,选择适当的点为基准点,这样纸带上打出的第 、2两点间 的距离是否为2 的距离是否为 用. mm就无关紧要了,所以只要后面的点迹清晰就可选 就无关紧要了, 就无关紧要了
二、数据处理及验证 4.数据处理:在起始点标上 ,在以后各点依次标上 、2、3…用 .数据处理:在起始点标上0,在以后各点依次标上1、 、 … 刻度尺测出对应下落高度h 刻度尺测出对应下落高度 1、h2、h3… hn+1-hn-1 利用公式v 计算出点1、 利用公式 n= 计算出点 、点2、点3…的瞬时速度 1、 、 …的瞬时速度v 2T v 2、 v 3…
5.验证 . 方法一 1 利用起始点和第n点计算.代入 利用起始点和第 点计算.代入ghn和 v n2,如果在实验误 点计算 2
1 差允许的条件下gh 则机械能守恒定律是正确的. 差允许的条件下 n= v n2,则机械能守恒定律是正确的. 2
方法二
任取两点计算. 任取两点计算.
(1)任取两点 、B测出 AB,算出 AB. 任取两点A、 测出 测出h 算出gh 任取两点 1 2 1 2 (2)算出 v B - v A 的值. 的值. 算出 2 2 1 2 1 2 (3)若在实验误差允许的条件下 AB= v B - v A ,则机械能守恒定 若在实验误差允许的条件下gh 若在实验误差允许的条件下 2 2 律是正确的. 律是正确的. 方法三 图象法.从纸带上选取多个点, 图象法.从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各 1 2 v 为纵轴,以h为 为纵轴, 为 2
点的下落高度h,并计算各点速度的平方v 点的下落高度 ,并计算各点速度的平方 2,然后以
1 横轴, 图线. 横轴,根据实验数据给出 v 2-h图线.若在误差允许的范围内图象是一 图线 2 条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒. 条过原点且斜率为 的直线,则验证了机械能守恒. 的直线
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 .安装打点计时器时要竖直架稳, 内以减少摩擦阻力. 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. .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 .应先接通电源,让打点计时器正常工作后, 下落. 下落.
4.速度不能用 n=gtn或v n= .速度不能用v
2ghn 计算,因为只要认为加速度为 计算,
g,机械能当然守恒,即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定 ,机械能当然守恒, 况且用v 计算出的速度比实际值大 实际值大, 律,况且用 n=gtn计算出的速度比实际值大,会得出机械能增加的结 而因为摩擦阻力的影响,机械能应该减小, 论,而因为摩 …… 此处隐藏:1979字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……
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