第七章機械能守恒定律第9節(jié)實驗驗證機械能守恒定律教案20xx1128264-物理備課大師-文庫吧
2024-11-19 05:36 本頁面
【正文】 的動能。 比較重物在某兩點間的動能變化與勢能變化，就能驗證機械能是否守恒。 在只有重力做功的自由落體運動中， 物體的重力勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化 ，但總的機械能守恒。 如果忽略空氣的阻力，這時物體的機械能守恒， 即重力勢能的減少等于動能的增加 。 設(shè)物體的質(zhì)量為 m，下落距離為 h時物體的瞬時速度為 v，則重力勢能減少 mgh，動能增加 212mv ，故有 mgh＝ 212mv 利用打點計時器打出的紙帶，測出重物下落的高度 h，利用時間 t 內(nèi)的平均速度等于該段時間中點時刻的瞬時速度算出對應(yīng)時刻的瞬時速度v，即可驗證機械能是否守恒。 若從重物下落過程中的某一點 A 開始，設(shè)重物的質(zhì)量為 m，測出物體對應(yīng)于 A點的速度 vA ，再測出物體由 A點下落 Δh 后經(jīng)過 B點的速度 vB，則在誤差允許范圍內(nèi)，根據(jù)機械能守恒有 221122BAm g h m v m v? ? ? 將對應(yīng)各量代入，在實驗誤差范圍內(nèi)，若等式成立，機械能守恒定律即被驗證。 【實驗器材】 鐵架臺（帶鐵夾）、電火花計時器（或打點計時器）、直尺、重錘、紙帶、導(dǎo)線、電源。 【 要注意的問題 】 1．重物下落過程中，除了重力外會受到哪些阻力？怎樣減少這些阻力對實驗的影響？ 阻力主要有空氣阻力、紙帶與計時器間的阻力等。在實驗中可選擇質(zhì)量較大、密度較大的重物，可減少阻力的影響。安裝打點計時器時，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。 2．重物下落時，最好選擇哪兩個位置作為過程的開始和終結(jié)的位置？ 開始點選擇紙帶上的起點，且第 2 兩點間的距離應(yīng)接近 2mm。終結(jié)點應(yīng)選擇距起點較遠的點，這樣測量的相對誤差較小。 3．為了增加實驗結(jié)果的可靠性，可以重復(fù)進行多次實驗，還可以在一次下落中測量多個位置的速度，比較重物在這些位置上動能與勢能之和。 只有通過多次比較，才能得到正確的結(jié)果。 4．實驗報告中要寫明本實驗的目的、原理、器材、主要實驗步驟、數(shù)據(jù)的分析、結(jié)論，以及對結(jié)論可靠性的評估（包括對可能產(chǎn)生的誤差的分析）。 根據(jù)本實驗的方法，由于阻力的作用，本實驗中減少的重力勢能略大于增加的動能。 【速度的測量】 我們學(xué)過了勻變速運動的規(guī)律，并且已經(jīng)知道自由落體的運動是勻變速運動，就可以用一個更簡單、更準確的方法測量重物下落時的瞬時速度了。
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