实验六 验证机械能守恒定律.doc

《实验六 验证机械能守恒定律.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验六 验证机械能守恒定律.doc（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、实验六 验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律二、实验原理1.在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化。但总的机械能保持不变若物体某时刻瞬时速度为v，下落高度为h，则重力势能的减少量为mgh，动能的增加量为，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律2速度的测量；做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点之间的平均速度 计算打第n个点速度的方法；测出第n个点与相邻前后点间的距离Sn和Sn+1，由公式 算出，如图实一61所示三、实验器材 铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)四、实验步骤及

2、数据处理1安装置：按图实-6-2所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路2打纸带：将纸带的一端用夹予固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔。用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落更换纸带重复做35次实验3选纸带：在打好点的纸带中挑选点迹清晰且打点呈一条直线的一条纸带4数据处理：在起始点标上0，在以后各点依次标上l、2、3用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3利用计算出点1、点2、点3、的瞬时速度v1，v2、v3、5验证 方法一：利用起始点和第n点计算代入,如果在实验误差允许的条件下,则机械能守恒定律是正确的 方法二：任

3、取两点计算. (1)任取两点A、B测出hAB，算出ghAB (2)算出的值(3)在实验误差允许的条件下，如果,则机械能守恒定律是正确的方法三：图象法从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方V2。然后以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出-h图线若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒五、注意事项1打点计时器要稳定地固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，以减小摩擦阻力2重物要选用密度大、体积小的物体，这样可以减小空气阻力的影响，从而减小实验误差3实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直,待接通电源，打点计

4、时器工作稳定后，再松开纸带4测下落高度时，要从第一个打点测起，并且各点对应下落高度要一次性测量完5可以不测出物体质量，只需验证。即可6速度不能用或计算，因为只要认为加速度为g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，况且用计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，所以速度应从纸带上直接测量计算同样的道理，重物下落的高度h，也只能用刻度尺直接测量，而不能用计算得到六、误差分析1本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量EK稍小于重力势能的减少量EP，即EKEP，这属于系统误差改进的

5、办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力2本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差减小误差的办法是测下落距离时都从第一点0量起，一次性将各打点对应的下落高度测量完，采用多次测量取平均值来减小误差练习：一、选择题1用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下面哪些测量工具是必需的( )A.天平 B.弹簧测力计 C.刻度尺 D.秒表来源:Zxxk.Com2在做验证机械能守恒定律实验时，以下说法正确的是( ) A.选用重锤时，重的比轻的好 B.选用重锤时，密度大的比密度小的好 C.选用重锤后要称质量 D.重锤所受重力要远大于它所受的空气阻力和打点计时器对纸带的阻力3. 在做验证机械能守恒定律的实验

6、中,下列物理量需要用工具测量的是( );通过计算得到的是( )来源:学科网A.重锤的质量 B.重力加速度 C.重锤下落的高度 D.重锤下落的瞬时速度4在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样的结果会有( ) A. B. C. D.以上都有可能来源:学科网5.下列关于“验证机械能守恒定律”的实验误差的说法中，正确的是（ ）A.重物的质量测量不准会产生误差B.重物的质量大一些,有利于减小误差C.重物的质量小一些,有利于减小误差D.先释放重物,后接通电源会造成较大误差二、填空题6.本实验中，若以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出一h图

7、象应是 ，才能验证机械能守；一h图象的斜率等于 的数值7. 在用落体法验证机械能守恒定律的实验中：所用重锤的质量m=1.0 kg，打点计时器所用电源频率50 Hz，打下的纸带如图5-26-1所示(图中的数据为从起始点0到该点的距离)，则在打B点时，重锤的速度vB= ms，重锤的动能Ek= J，从开始下落到打B点时，重锤的势能减小量是 J(取两位有效数字)来源:学科网ZXXK图5-26-1参考答案一、选择题1.C;2.D;3.C,D;4.B;5.B二、填空6.一条过原点的倾斜直线,重力加速度7.0.79,0.31,0.318在“验证机械能守恒定律”的实验中，有关重物的质量，下列说法中正确的是(

8、) A应选用质量较大的重物，使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力 B应选用质量较小的重物，使重物的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动 C不需要称量重物的质量 D必须称量重物的质量，而且要估读到0.01g9在利用重物做自由落体探索动能与重力势能的转化和守恒的实验中，下列说法中正确的是( ) A选重锤时稍重一些的比轻的好 B选重锤时体积大一些的比小的好 C实验时要用秒表计时，以便计算速度 D打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计时器要好10在“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下可供选择的实验器材：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键其中不必要的器材是

9、 ，缺少的器材是 11在“验证机械能守恒定律”的实验中，若以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出-h图线应是 ，才能验证机械能守恒定律; -h图线的斜率等于 的数值12在用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中：(g取9.8m/s2)(1)运用公式时对实验条件的要求是 为此目的，所选择的纸带第l、2两点间的距离应接近 (2)若实验中所用重锤质量m=l kg，打点纸带如图实-6-7所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重锤速度 ，重锤动能Ek= ；从开始下落起至B点，重锤的重力势能减小量是 。由此可得出的结论是 (3)根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴

10、画出的图象应是图实-6-8中的( )13.如图实-6-5所示，水平桌面上有斛面体A和小铁块B，斜面体的斜面是曲面，由其截面可以看出曲线下端的切线是水平的现提供的实验测量工具只有：天平、直尺，其他的实验器材可根据实验需要自选 请设计一个实验测出小铁块B自斜面顶端由静止下滑到底端的过程中摩擦力对小铁块B做的功要求： (1)简要画出实验装置图； (2)简要说明实验中要测量的物理量 (3)简要说明实验步骤；(4)写出实验结果的表达式(重力加速度g已知) 请设计一个实验测出小铁块B自斜面顶端由静止下滑舅底端的过程中，摩擦力对小铁块B做的功要求： (1)简要画出实验装置图； (2)简要说明实验中要测量的物

11、理量；(3)简要说明实验步骤； (4)写出实验结果的表达式(重力加速度g已知) 瓷国如图实一65所示，水平桌面上有斛面体A和小铁块B，斜面体的斜面是曲面，由其截面可以看出瞌缆下端的切线是水平的 现提供的实验测量工具只有：天平、直尺，其他的实验器材可根据实验l要自选3在“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下可供选择的实 验器材；铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电 源、天平、秒表、导线、电键。其中不必要的器材是 缺少的器材是 解析：选用的重锤宜重一些，可以使重力远远大于阻力，阻力可忽略不计，从而减小实验误差，故A正确；重锤的体积越大，下落时受空气阻力越大实验误差就越大，故B错误；不需用

12、秒表计时，打点计时器就是计时仪器，比秒表计时更为精准，故C错误；电磁打点计时器的振针与纸带阃有摩擦，电火花计时器对纸带的阻力较小，故应选电火花计时器，D错误答案：A2在利用重物做自由落体探索动能与重力势能的转化和守恒 的实验中，下列说法中正确的是 ( ) A选重锤时稍重一些的比轻的好 B选重锤时体积大一些的比小的好 C实验时要用秒表计时，以便计算速度 D打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计时器要好1在“验证机械能守恒定律”的实验中有关重物的质量，下列 说法中正确的是 ( ) A应选用质量较大的重物，使重物和纸带所受的重力远大 于它们所受的阻力 B应选用质量较小的重物，使重物的惯性小一些，下落时 更接近于自由落体运动 C不需要称量重物的质量 D必须称量重物的质量，而且要估读到001 g