《實驗驗證機械能守恒定律》(文件)
【正文】 器打下的第一個點 O記為第 1個點 ， 圖中的 B是打點計時器打下的第 9個點 ． 因此他用 vB=gt計算跟 B點對應(yīng)的物體的即時速度 ， 得到動能的增加量為 ________， 這樣驗證時的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量 _______動能的增加量 （ 填“ 大于 ” 、 “ 小于 ” 或 “ 等于 ” ） ， 原因是 。 10 2 0 10 20 0 1 2 丙 1tL? 2tL?? ?? ?21222121??????????????????=tLmMtLmMmgs?? 例 ， 某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖 。 現(xiàn)利用如圖乙所示的裝置驗證機械能守恒定律。某小組同學(xué)對此實驗提出如下建議： ①繩的質(zhì)量要輕； ②在“輕質(zhì)繩”的前提下繩子越長越好； ③盡量保證物塊沿豎直方向運動，不要搖晃； ④兩個物塊的質(zhì)量之差要盡可能小。 現(xiàn)要利用此裝置驗證機械能守恒定律 。 在驗證機械能守恒定律的實驗中，已知打點計時器打點間隔為 T，某一組同學(xué)得到了一條如圖所示的紙帶，在填寫實驗報告時甲、乙兩個同學(xué)選擇了不同的數(shù)據(jù)處理方法：甲同學(xué)測出了 C點到第一點 O的距離 hOC，利用 v＝ 2ghOC計算得到了 C點的速度，然后驗證 mghOC與 1/2mv2相等．乙同學(xué)測出了A、 B、 C、 D各點到第一點 O的距離 hOA、 hOB、 hOC、 hOD，利用 vB＝ 、 vC＝ 計算 B、 C點的速度，然后驗證了 mg(hOC－ hOB)與 1/2mv2－ 1/2mv2是否相等．請你對甲乙兩位同學(xué)的做法逐一分析，不合理之處提出完善方法． 下列列出一些實驗步驟： A、用天平稱出重物和夾子的質(zhì)量 B、將重物系在夾子上 C、將紙帶穿過計時器限位孔，上端用手提著，下端夾上系住重物的夾子，再把紙帶向上拉，讓夾子靜止在靠近打點計時器處。 21m gh2mv=驗證 ： 計時器打下的第一個點作為起始點，適當(dāng)大距離后選一個點作終點 V h 注意：必須保證紙帶上的第一個點跡清晰，且是放手時打下的第一個點。 這樣做的目的是什么 ? 減小紙帶與限位孔的摩擦帶來的實驗誤差；保證重物有足夠的下落空間 ， 以便在紙帶上能夠打出較多的點 ， 有利于進(jìn)行計算 。 實驗講解 【實驗所需物理量】 （ 1） （ 2） 下落高度 用刻度尺測量； 算重力勢能時 g取題中給的； 所取研究點的速度 中間時刻的速度公式； 計算速度不能用 v=gt（實際的加速度小于 g）。 2xvvT==中 時注意事項 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 。 ？ h 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 問題2 紙帶上的第一個點為計時起點 0 （ 起始點的速度應(yīng)該為零，即打點計時器在紙帶上打下第一個點時紙帶剛開始下落 ）。因此重錘應(yīng)選 （填重、輕），紙帶應(yīng) 放置。為了計算出某時刻物體的動能，必須測量出物體在該時刻的瞬時速度，其計算公式為 ，這是利用了什么原理？ 為 為了計算物體的動能和重力勢能，按理還需要知道物體的質(zhì)量，但本實驗中可以不測物體的質(zhì)量，其原因是 __0_, __第 2兩點的距離是否約為 2_mm_, _下降的高度 刻度尺 __V=X/T__ 勻變速直線運動中間時刻的速度等于這段時間的平均速度 __等式兩邊都有質(zhì)量，可約去 。 如何推導(dǎo)機械能守恒的表達(dá)式？ 【 自主導(dǎo)學(xué) 】 必須選擇一個符合機械能守恒的運動模型來驗證機械能守恒定律，本實驗選擇自由落體運動模型來驗證機械能守恒定律，是因為物體在自由落體運動過程中只有 ___ 做功，滿足 _ 重力 _ 機械能守恒 _本實驗借助 驗證機械能守恒定律 自由落體運動 2 A 2 B 2 1 2 1 mv mv mgΔh = 要證明上式是否成立，需要測量哪些物理量？ 如何測量這些物理量？ 按照書本要求，本實驗是驗證自由落體軌跡上開始點和其后任意點之間的機械能守恒，為此必須選擇物體初速度為 判斷開始點是否滿足要求的依據(jù)是
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