第七章機(jī)械能守恒定律第9節(jié)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律教案20xx1128264-物理備課大師-文庫(kù)吧
2024-11-19 05:36 本頁(yè)面
【正文】 的動(dòng)能。 比較重物在某兩點(diǎn)間的動(dòng)能變化與勢(shì)能變化，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。 在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中， 物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能可以相互轉(zhuǎn)化 ，但總的機(jī)械能守恒。 如果忽略空氣的阻力，這時(shí)物體的機(jī)械能守恒， 即重力勢(shì)能的減少等于動(dòng)能的增加 。 設(shè)物體的質(zhì)量為 m，下落距離為 h時(shí)物體的瞬時(shí)速度為 v，則重力勢(shì)能減少 mgh，動(dòng)能增加 212mv ，故有 mgh＝ 212mv 利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，測(cè)出重物下落的高度 h，利用時(shí)間 t 內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度算出對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度v，即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。 若從重物下落過(guò)程中的某一點(diǎn) A 開(kāi)始，設(shè)重物的質(zhì)量為 m，測(cè)出物體對(duì)應(yīng)于 A點(diǎn)的速度 vA ，再測(cè)出物體由 A點(diǎn)下落 Δh 后經(jīng)過(guò) B點(diǎn)的速度 vB，則在誤差允許范圍內(nèi)，根據(jù)機(jī)械能守恒有 221122BAm g h m v m v? ? ? 將對(duì)應(yīng)各量代入，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，若等式成立，機(jī)械能守恒定律即被驗(yàn)證。 【實(shí)驗(yàn)器材】 鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、電火花計(jì)時(shí)器（或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）、直尺、重錘、紙帶、導(dǎo)線(xiàn)、電源。 【 要注意的問(wèn)題 】 1．重物下落過(guò)程中，除了重力外會(huì)受到哪些阻力？怎樣減少這些阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響？ 阻力主要有空氣阻力、紙帶與計(jì)時(shí)器間的阻力等。在實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線(xiàn)上，以減小摩擦阻力。 2．重物下落時(shí)，最好選擇哪兩個(gè)位置作為過(guò)程的開(kāi)始和終結(jié)的位置？ 開(kāi)始點(diǎn)選擇紙帶上的起點(diǎn)，且第 2 兩點(diǎn)間的距離應(yīng)接近 2mm。終結(jié)點(diǎn)應(yīng)選擇距起點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)，這樣測(cè)量的相對(duì)誤差較小。 3．為了增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，可以重復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，還可以在一次下落中測(cè)量多個(gè)位置的速度，比較重物在這些位置上動(dòng)能與勢(shì)能之和。 只有通過(guò)多次比較，才能得到正確的結(jié)果。 4．實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要寫(xiě)明本實(shí)驗(yàn)的目的、原理、器材、主要實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)的分析、結(jié)論，以及對(duì)結(jié)論可靠性的評(píng)估（包括對(duì)可能產(chǎn)生的誤差的分析）。 根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的方法，由于阻力的作用，本實(shí)驗(yàn)中減少的重力勢(shì)能略大于增加的動(dòng)能。 【速度的測(cè)量】 我們學(xué)過(guò)了勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并且已經(jīng)知道自由落體的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，就可以用一個(gè)更簡(jiǎn)單、更準(zhǔn)確的方法測(cè)量重物下落時(shí)的瞬時(shí)速度了。
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