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《江苏省常州市西夏墅中学高三物理“机械能”第8课时(实验、探究)验证机械能守恒定律复习学案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、江苏省常州市西夏墅中学高三物理“机械能”第8课时（实验.探究）验证机械能守恒定律【基础知识梳理】一、实验目的：打点计时器fc利用运动验证只有亜力作用下的物体的机械能守恒。接电源-纸带二、实验原理：1、若某一时刻物体下落的瞬时速度为r,下落高度为力，则重力势能减少量为,动能的增加量为,借助打点计时器，测出亜:物某时刻的下落高度力和该时刻的瞬时速度r,看它们在实验允许范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律，实验装置如图所示。2、计算第刀点的瞬时速度的方法是：测出第刀点的相邻前、后两段相等时间卩内下落的距离s“和s“山公式v„=或图实四4勿H图实四$第三、实验器材：铁架台（带铁夹），,学
2、生电源，导线，带铁夹的重锤，纸带,四、实验步骤：1.安装置：按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，川导线把打点计时器与学生电源连接好。2.打纸带：把纸带的一端在重锤上川夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔；竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近，先接通电源，后松开纸带，让重锤带着纸带自山下落：重复几次，得到3〜5条打好点的纸带。3.选纸带：分两种情况说明（1）用mgh=^mv2验证时，应点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近的纸带，若1、两点间距离大于它，这是山于先释放纸带，后接通电源造成的,样，第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选。1?1?（2）用mgAh=—mvB——mvA验
3、证时，rh于重力势能的相22性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸帯上打出的1、2两点间的距离是否为就无关紧要，只要后血的点迹淸晰就可选用。4、求速度（见原理）5、验守恒【典型例题】例1、（2010•南通模拟）川如原理图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所川的电源为学牛电源，输岀电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打岀一系列的点，对纸带的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律.（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A.按照图示的装置安装器件；B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C.用天平测出重锤的质量；D.释放悬挂纸带的夹子，同吋接通电
4、源开关打出一-条纸带；E.测量纸带上某些点间的距离；F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.其中没有必要迓行的或者操作不当的步骤，将其前的字母填在下而的空行内，并说明其原因.咎•（2）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，实验小组力不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了，剩下的一部分纸带上各点间的距离如下左图所示的数值。①纸带上端（“左”或“右”）与重物相连。②已知打点计时器的周期为徉0.02s,重力加速度沪9.8m/s?;重锤的质量为叫已知S=0.98cm,$二1.42cm,5f1.78cm,则记录〃点吋重锤的动能EkFJ（写计算式用字母表示），记录C点吋
5、重锤的动能EE.32mJ;重锤从〃点到Q点重力势能变化量是J,动能变化量是J.从而可以得出结论：•r-j$c7H（3）利川这个装置也可以测量重锤下落的加速度a*二；；：」的数值.如图实四-4所示，根据打出的纸带，选取纸下萨r戸干秫I带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出A距起始点0的距离为x。,点AC间的距离为X】,点CE间的距离为X2,使用交流电的频率为f,根据这些条件计算亜锤下落的加速度a=（4）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是人于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程屮存在阻力作川，可以通过该实验装置测阻力的人小•若已知当地重力加速度公认的较准
6、确的值为g,还需要测量的物理量是.试川这些物理量和纸带上的数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=.例2、（实验创新）某同学利用如图实四-6所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平，离地面的高度为II•将钢球从轨道的不同高度h处由静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为x.（1）若轨道完全光滑，疋与h的理论关系应满足疋二.（用H、h表示）（2）该同学经实验测量得到一组数据.如表所示：请在图实四-7所示的处标纸上作出x2-h关系图.（3）对比实验结果与理论计算得到的x2-h关系图线（图中己画出）.自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率（选填“小于”或“大于”）理论值
7、.力(10"m)2.003.004.005.006.00j'2(101m2)2.623.895.206.537.78【课后巩固】1、在利用重锤和打点计时器做“验证机械能守恒定律”的实验屮，下列各项描述正确的有A.必须选用第1、2两点相距约2mm的纸带，才能完成该验证实验B.需要测量的数据是纸带上起点0到各个计数点的高度C.必须要测量重锤的质量D.必须测量重锤下落的吋间E.需要把打点计吋器两限位孔尽量调到同一竖直线上F.利用纸带测量出
