驗證機械能守恒定律學案人教版(教案)

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七、機械能守恒定律

〔一〕目的

機械能守恒定律

〔二〕器材

架臺()、打點器、重〔子〕、、

復寫片、刻度尺、、低交流源.

〔三〕原理

在只有重力做功的自由落體運中，物體的重力能和能可以相互化.但的機械能守恒，利用打點器在上下物體自由下落的高度及算出物體的瞬速度，從而物

體在自由下落程中重力能的減少量Epmgh與物體能增加量Ek1mv2相等.2〔四〕步．按所示把打點器安裝在架臺上，好源.．把的一端在重上用子固定好，另一端穿打點器限位孔;用手直提起，使重?？吭诖螯c器周邊.．接通源，先翻開打點器的開關，后松手狠著自由下落.．幾條，重復上面的.．在取下的中挑第一、二兩點的距離湊近2mm且點跡清楚的行量.先下第一點的地址，再依次取五個點、、、、，用刻度尺量各數(shù)點到點的距離、??.．用公式vhn1hn1算出各點的速度、??2t．算各點的重力能的減少量，和能增加量1mvn2行比.2〔五〕數(shù)據(jù)及理9.8m，數(shù)點〔)()122mv

比與1mv2可否相等2

〔六〕本卷須知

．安裝打點計時器時，必定使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力

．實驗時，必定保持提起的紙帶豎直，手不動，待接通電源：讓打點計時器工作牢固后

再松開紙帶，以保證第一點是一個清楚的點.

．測量高度時，應從初步點算起，為減小的相對誤差，采用的計數(shù)點要走初步點遠些，

紙帶不宜過長，有效長度可～.

.

．不需要測出重物質量，實質只需要考據(jù)

1v2

gh

就行了.

2．由于重物和紙帶下落過程中要戰(zhàn)勝阻力做功，

所以動能增加量

Ek必定小于重力勢能

減少量

Ep.

〔七〕例題解析

例：用落體法考據(jù)機械能能守恒定律中：

〔〕從以下器材中選出實驗所必定的，其編號為：；

．打點計時器〔包括紙帶〕．重錘

．天平．毫米刻度尺．秒表．運動小車

〔〕打點計時器開始打點的時候，應該先，爾后；

〔〕實驗中產生系統(tǒng)誤差的主要原因是，使重錘獲得的動能經(jīng)常.為減小誤差，懸掛在

紙帶下的重錘應選擇.

〔〕若是以為橫軸，以為縱軸，依照實驗數(shù)據(jù)繪出的—圖線是，該圖線的斜率等于.

解析：〔〕選出的器材有：打點計時器〔包括紙帶〕、重錘、毫米刻度尺、，編號分別為、、，因

mgh

1

mv2中可以約去，故重錘質量不需測量，不需要天平

.

2

〔〕開始記錄時應通電源使打點計時器開始打點，爾后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一

同下落.

〔〕產生系統(tǒng)誤差的主要原因是紙帶經(jīng)過打點計時器時的摩擦阻力和重錘碰到的空氣

阻力，使得重錘的動能增加量小于重力勢能的減少量，為減小誤差，重錘質量應大一些，

體積應小一些.

〔〕描繪出的—圖線是一條經(jīng)過原點的傾斜直線，斜率即為重力加速度.

例：在?考據(jù)機械能守恒定律?的實驗中，一只打點計時器所用電源的頻率為，測得

當?shù)刂亓铀俣葹?.8m，測得重物的質量為1.00kg，實驗中獲得一點跡清楚的紙帶如圖實

所示，把第一個點記作，另采用連續(xù)的個點、、、作為測量的點，經(jīng)測量獲得、、、四個點到

點的距離分別為62.99cm，70.18cm，77.76cm，85.73cm，依照以上數(shù)據(jù)，可知重物由運動

到點，重力勢能減少量等于，動能增加量等于〔取三位有效數(shù)字〕.

解析：重物從下落到，Epmgh1.009.80.77767.62JxBD0.85730.7018m/s3.898m/s點的速度，vC20.022t故重物從下落到動能增加量，Ek1mvc27.56J2〔八〕習題

．在?考據(jù)機械能守恒定律?的實驗中，需要特別注意的是：

．稱出重錘的質量

．手提紙帶，先接通電源再松開紙帶讓重錘自由下落

．取下紙帶，可以不考慮前面比較密集的點，采用清楚的點作為運動的起點，考據(jù)與mv2可否相等2

．應入采用第、點間距離湊近2mm的紙帶，從第點起辦理紙帶，考據(jù)與1mv2可否

2

相等

．利用物體做自由落體運動，做“考據(jù)機械能守恒定律〞的實驗，已備好的器材有：電磁打點計時器、固定計時器用的夾子、鐵架臺、紙帶，別的還有以下器材可供選擇：低壓

直流電源、導線、復寫紙片、天平、秒表等，其中不用要的器材是，還缺少的器材是。

．在用落體法考據(jù)機械能守恒定律時，某同學依照正確的操作選得紙帶如圖實。其中

是初步點，、、是打點計時器連續(xù)打下的個點.該同學用毫米刻度尺測量到、、各點的距離,并記錄在圖中〔單位〕。

〔〕這三個數(shù)據(jù)中不吻合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是,應記作。〔〕該同學用重錘在段的運動來考據(jù)機械能守恒，當?shù)氐闹亓铀俣?.80m，他用段的平均速度作為跟點對應的物體的瞬時速度，那么該段重錘重力勢能的減少量為，而動

能的增加量為，〔均保存位有效數(shù)字，重錘質量用表示〕。這樣考據(jù)的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量動能的增加量，原因是。

．〔全國〕在“考據(jù)機械能守恒定律〞的實驗中，打點計時器所用電源的頻率為赫。

查適合地的重力加速度＝9.80m。測得所用的重物的質量為1.00kg。實驗中獲得一條點跡

清楚的紙帶，把第一個點記作，另選連續(xù)的個點、、、作為測量的點。經(jīng)測量知道、、、各點到點的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。依照以上數(shù)據(jù)，可知重物由點

運動到點，重力勢能的減少量等于，動能的增加量等于〔取位有效數(shù)字〕。

參照答案：

．．天平、秒表、低壓直流電源；低壓交流電源，刻度尺，重錘

．⑴，；⑵1.22m，1.20m，大于，是實質速度，由于有摩擦，重力勢能一局部轉變成內能．，

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