魯科版必修2-15-科學驗證：機械能守恒定律-學案-資料下載頁
2025-04-05 06:04本頁面
【正文】 體在運動的全過程中只有重力做功，機械能守恒，選取B點為零勢能點，設物體在B點的速度為vB，由機械能守恒定律得mg3R＋mv＝mv，解得v0＝。(2)設物體從B點上升到最高點的高度為HB，由機械能守恒定律得mgHB＝mv，解得HB＝所以物體離開C點后還能上升HC＝HB－R＝。答案 (1) (2) (1)通過實驗原理可知，重錘下落高度要用毫米刻度尺直接量出，下落這一高度時對應的瞬時速度用相鄰兩點間的平均速度求出，故需用工具測量的是C，通過計算得到的是D。(2)因本實驗是通過比較重力勢能的減少量ΔEp是否等于動能的增加量ΔEk來驗證機械能守恒的，由mghn＝mv可得ghn＝v，即只需驗證ghn與v是否相等即可，不需要知道動能的具體數(shù)值，因而不需要測出重物(含重錘和夾子)的質(zhì)量，故步驟A是不必要的。有錯誤或不妥的步驟是B、C、D、F。原因和更正辦法分別是：①B中“讓手盡量靠近打點計時器”應改為“讓重錘盡量靠近打點計時器”。因打點計時器應從與重錘靠近的紙帶處開始打點，不致留下過長的空白紙帶，紙帶也不宜過長，約40 cm即可。②C中應先接通電源，后松開紙帶。因為只有當打點計時器工作正常后再讓重錘下落，才可保證打第一個點時重錘的初速度為零，并且使紙帶上的第一個點是清晰的小點。③D中應將“距離O點較近處”改為“距離O點較遠處”。因為所取的各計數(shù)點應盡量是重錘自由下落運動的真實記錄，而打點計時器接通電源開始工作后不一定很快就能達到穩(wěn)定狀態(tài)，同時開始的幾個點比較密集，會增加長度測量的誤差。④F中應將“mghn和mv”改為“ghn和v”。因本實驗中是通過比較重錘的重力勢能減少量mghn和動能增加量mv的大小來達到驗證的目的，對于同一個研究對象(重錘)來說，質(zhì)量是一定的，故只需比較ghn和v就能達到目的。(3)打點計時器的兩個限位孔如果不在同一豎直線上，紙帶運動中就會與限位孔之間有摩擦，重物下落時要克服這個阻力做功，重力勢能不能全部轉化為動能，實驗存在誤差，紙帶與限位孔之間的摩擦是無法避免的，這樣做只能減小紙帶與限位孔之間的摩擦。(4)實際實驗中，重錘要受到空氣阻力，紙帶和打點計時器的振針和限位孔之間有摩擦力，故重物下落時要克服這些阻力做功，重力勢能不能全部轉化為動能，有一小部分轉化為內(nèi)能，故重物減少的重力勢能通常會略大于增加的動能。答案：(1)CD (2)A BCDF B中手應抓住紙帶末端讓重錘盡量靠近打點計時器 C中應先接通電源再松開紙帶 D中應選取離O點較遠的點 F中應計算ghn和v的值 (3)減小 (4)略大于
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