《福建省莆田市高中物理 7.9機械能守恒實驗練習(xí)（無答案）新人教版必修2（通用）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《福建省莆田市高中物理 7.9機械能守恒實驗練習(xí)（無答案）新人教版必修2（通用）（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、驗證機械能守恒定律 一、實驗?zāi)康模候炞C機械能守恒定律。 二、實驗原理 如圖1所示，質(zhì)量為m的物體從O點自由下落，以地面作為零重力勢能面，如果忽略空氣阻力，下落過程中任意兩點A和B的機械能守恒 即mv＋mghA＝mv＋mghB 上式亦可寫成mv－mv＝mghA－mghB 等式說明，物體重力勢能的減少等于動能的增加．為了方便，可以直接 從開始下落的O點（起始點）至任意一點(如圖1中A點)來進行研究，這時應(yīng)有：mv＝mgh，即為本實驗要驗證的表達式，式中h是物體從O點下落至A點的高度，vA是物體在A點的瞬時速度。 三、實驗器材 打點計時器，低壓交流電源，帶有鐵夾的鐵架臺，紙帶，復(fù)

2、寫紙，帶夾子的重物，刻度尺，導(dǎo)線兩根。 四、實驗步驟 1．安裝置：按圖將檢查、調(diào)整好的打點計時器豎直固定在鐵架 臺上，接好電路。 2．打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點 計時器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點計時器的 地方．先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落． 更換紙帶重復(fù)做3～5次實驗。 3．選紙帶：分兩種情況說明 (1)用mv＝mghn驗證時，應(yīng)選點跡清晰，且1、2兩點間距離略小于或接近2 mm的紙帶。 (2)用mv－mv＝mgΔh驗證時，只要點跡清晰就可選用。 五、數(shù)據(jù)處理 方法一：利用起始點和第n點計算 代入mghn和m

3、v，如果在實驗誤差允許的條件下，mghn和mv相等，則驗證了機械能守恒定律。 方法二：任取兩點計算 (1)任取兩點A、B測出hAB，算出mghAB. (2)算出mv－mv的值． (3)在實驗誤差允許的條件下，若mghAB＝mv－mv，則驗證了機械能守恒定律． 方法三：圖象法 從紙帶上選取多個點，測量從第一點到其余各點的下落高度h，并計算各點速度的平方v2，然后以v2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出v2－h(huán)圖線．若在誤差允許的范圍內(nèi)圖線是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機械能守恒定律． 六、注意事項 1．打點計時器要穩(wěn)定的固定在鐵架臺上，打點計時器平面與紙帶限位孔調(diào)整在豎

4、直方向，以減小摩擦阻力． 2．應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，增大重力可使阻力的影響相對減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小． 3．實驗中，需保持提紙帶的手不動，且保證紙帶豎直，待接通電源，打點計時器工作穩(wěn)定后，再松開紙帶． 4．測下落高度時，要從第一個打點測起，并且各點對應(yīng)的下落高度要一次測量完． 5．速度不能用vn＝gtn或vn＝計算，因為只要認(rèn)為加速度為g，機械能當(dāng)然守恒，即相當(dāng)于用機械能守恒定律驗證機械能守恒定律，況且用vn＝gtn計算出的速度比實際值大，會得出機械能增加的結(jié)論，而因為摩擦阻力的影響，機械能應(yīng)該減小，所以速度應(yīng)從紙帶上直接測量計算．同樣的道理，重物下落的高度

5、h，也只能用刻度尺直接測量，而不能用hn＝gt或hn＝計算得到． 6.因為打點計時器每隔0.02 s打點一次，在最初的0.02 s內(nèi)物體下落距離應(yīng)為0.002 m，所以應(yīng)從幾條紙帶中選擇第一、二兩點間距離接近兩年2 mm 的紙帶進行測量；二是在紙帶上所選的點就是連續(xù)相鄰的點，每相鄰兩點時間間隔 t =0.02 s. 7.因為不需要知道物體在某點動能和勢能的具體數(shù)值，所以不必測量物體的質(zhì)量 m， 七、誤差分析 1．本實驗中因重物和紙帶在下落過程中要克服各種阻力(如空氣阻力、打點計時器阻力)做功，故動能的增加量ΔEk稍小于重力勢能的減少量ΔEp，即ΔEk<ΔEp，這屬于系統(tǒng)誤差．改進的辦法

6、是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力． 2．本實驗的另一個誤差來源于長度的測量，屬偶然誤差．減小誤差的辦法是測下落距離時都從0點量起，一次將各打點對應(yīng)的下落高度測量完，或者多次測量取平均值來減小誤差． 【例1】在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量m=1. 00㎏的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點．如圖所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點（其他點未畫出）．已知打點計時器每隔0.02 s打一次點，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9. 80m/s2。那么： (1)紙帶的 端（選填“左”或“右’）與重物相連； (2)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點和 點來驗證機械能守恒定律； (3)從O點到所取點，重物重力勢能減少量= J， 動能增加量= J；（取3位有效數(shù)字） (4)實驗的結(jié)論是 。