20xx粵教版高中物理必修2第四章第五節(jié)驗證機械能守恒定律(編輯修改稿)
2025-01-14 13:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 gh=mv2/2 故只需借助打點計時器，通過紙帶測出重物某時刻的下落高度 h 和該時刻的瞬時速度，即可驗證機械能是否守恒 . 測定第 n 點的瞬時速度的方法是：測出第 n 點相鄰的前、后兩段相等時間 T 內(nèi)下落的距離 Sn 和 Sn+1，然后由公式 vn=（ Sn+Sn+1） /2T 或由vn=（ dn+1dn1） /2T 算出（如圖 456 所示） . 【實驗器材】 鐵架臺 (帶鐵夾 )，打點計時器，重錘 (帶紙帶夾子 )，紙帶幾條，復寫紙片，導線，直尺，學生電源 . 【實驗步驟】 1. 357 把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導線把打點計時器與學生電源連接好 . ，另一端穿過計時器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c計時器附近 . 圖 4－ 5－ 5 圖 456 圖 457 ，后松手讓重錘帶著紙帶自由下落 . ，得到 3～ 5 條打好點的紙帶 ，在起點標上 O，以后各點依次標上 …… 用刻度尺測出對應下落高度 h h h h4…… 公式 Vn=（ dn+1dn1） /2T 計算各點對應的瞬時速度 V V V3 mgh，和動能增量 mv2n/2，進行比較 . 【實驗結論】 自由落體運動機械能守恒或僅在重力作用下物體機械能守恒。 【注意事項】 ，兩紙帶限位孔必須在同一豎直線上，以減少摩擦阻力 . ，必須先接通電源，讓打點計時器工作正常后才松手讓紙帶重錘下落 . . ，從而使重力遠大于下落過程中所受的阻力，實現(xiàn)減小實驗誤差的目的 . 、二點間距離接近 2mm 的紙帶 . ，都必須從起始點算起。不能搞錯，為了減小測量 h 的相對誤差，選取的各個計數(shù)點要離起始點遠一些，但紙帶也不宜過長，有效長度可在 60cm80cm 內(nèi) . ，這就要盡量使每點是清晰小點，為此提起紙帶的手要保持不動，待接通電源，打點計時器正常工作后再松開紙帶 . ，都必須從起始點開始，只進行一次刻度對齊，讀出各點高度，實現(xiàn)減少測量次數(shù)多而帶來的誤差 . ，只要驗證 gh 是否等于 V2/2 即可，不用測重錘的質(zhì)量 . [例 3] 為進行驗證機械能守恒定律的實驗，有下列器材可供選用：鐵架臺、打點計時器，復寫紙、紙帶、秒表、低壓直流電源、導線、電鍵、天平 .其中不必要的器材是 ；缺少的器材是 . 解析 ： 由實驗原理 ，不必要的器材是：秒表、低壓直流電源和天平；缺少的器材是：低壓交流電源、刻度尺和重錘 . 答案： 低壓交流電源、刻度尺和重錘 觸類旁通 3. 利用打點計時器所獲得的打點的紙帶如圖 458 所示， A、 B、 C??是計數(shù)點，相鄰計數(shù)點對應的時間間隔是 T，對應 的距離依次是 s s s3??下列計算打 D 點時的速度的表達式中正確的有 ( ) A． TssvD 2 43 ?? B． T ssssvD 4 4321 ???? C． T ssvD 16 ?? D． T ssssvD 4 5432 ???? 解析 ：在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度 ， D 點既是 CE 的中間時刻，也 是 BF 的中間時刻，故 AD 選項正確。 圖 5 28S 6S 5S 4S 3S 2S 1 C D E F GBA圖 458 答案： AD 隨堂練習 一、單項選擇題 1. 1．利用重錘下落驗證機械能守恒定律的實驗中，下列敘述正確的是 ( B ) A．應該用天平稱出物體的質(zhì)量 B．操作時應先接通打點計時器電源，再釋放紙帶 C．打點計時器應接 220 V 的直流電源 D．應用停表測量物體下落的時間 解析：在重力勢能的變化量及動能的變化量中均含有 m，因而可消去；打點計時器使用交流電；打點計時器是測量時間的儀器，因此，不需要再用停表測量時間，故選項 A、 C、D 錯；在操作時，應先接通電源，讓打點穩(wěn)定后再釋放紙帶， 選項 B 對． 答案： B 2．運用落體法驗證機械能守恒定律實驗時，對重錘的要求，下列說法不正確的是 ( D ) A．質(zhì)量較大的 B．密度較大的 C．體積較小的 D．質(zhì)量、體積、密度對實驗結論沒有影響 解析：用落體法驗證機械能守恒定律實驗時，應盡可能讓重錘做自由落體運動，質(zhì)量大的、體積小的和密度大的物體下落時的阻力相對來說都比較小，實驗中產(chǎn)生的相對誤差就會減?。? 答案： D 3．在利用落體法驗證機械能守恒定律的實驗中，運用儀器直接測量的物理量有 ( B ) A．重錘質(zhì)量 B．重錘下落 的高度 C．重錘下落的瞬時速度 D．重錘下落的時間 解析：重錘質(zhì)量不需測量，瞬時速度和下落時間是由實驗數(shù)據(jù)計算出來的，故選項 B對． 答案： B 4．實驗時，發(fā)
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