2018_2019学年高考物理2.8实验：验证机械能守恒定律课件.pptx

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1、2.8实验：验证机械能守恒定律一、实验目的1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。2.掌握利用自由落体运动验证机械能守恒定律的原理和方法。二、实验原理让物体自由下落，忽略阻力情况下物体的机械能守恒，有两种方案验证物体的机械能守恒：mgh打点计时器三、实验器材铁架台(带铁夹)、_______________、重锤(带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、__________________。mgh低压交流电源四、实验步骤1.安装置：按图将检查、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：将纸带的一端用夹子固定在重物上；另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物

2、静止在______打点计时器的地方。先____________，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。更换纸带重复做3～5次实验。3.选纸带：选取点迹较为清晰且开始的两点间距离约为_________的纸带，把纸带上打出的第一个点作为起始点，记作O，在距离O点较远处再依次选出计数点1、2、3……4.测距离：用刻度尺测出O点到1、2、3……的距离，即为对应下落的高度h1、h2、h3……靠近接通电源2mm五、数据处理1.计算各点对应的瞬时速度：记下第1个点的位置O，在纸带上从离O点适当距离开始选取几个计数点1、2、3……并测量出各计数点到O点的距离h1、h2、h3……再根据公式vn＝_______

3、____，计算出1、2、3、4、……n点的瞬时速度v1、v2、v3、v4……vn。2.机械能守恒验证方法三：图象法。原点g六、误差分析1.在进行长度测量时，测量及读数不准造成误差。2.重物下落要克服阻力做功，部分机械能转化成________，下落高度越大，机械能损失越多，所以实验数据出现了各计数点对应的机械能依次略有减小的现象。3.由于交流电的周期不稳定，造成打点时间间隔变化而产生误差。内能七、注意事项1.应尽可能控制实验满足机械能守恒的条件，这就要求尽量减小各种阻力的影响，采取的措施有：(1)安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直，以减小___________。(2)应选用质量

4、和密度较_____的重物，增大重力可使阻力的影响相对_________，增大密度可以减小体积，使空气阻力减小。摩擦阻力大减小2.纸带选取[试题案例][例1]如图1为验证“机械能守恒定律”的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题：实验原理与操作图1(1)为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有________。(填入正确选项前的字母)A.米尺B.秒表C.0～12V的直流电源D.0～12V的交流电源(2)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材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

5、.先接通电源，后释放纸带，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操作不当的步骤是________________。(3)实验中误差产生的原因有_______________________________________________________________________________________________________(写出两个原因)。(4)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图2所示。使用交流电源的

6、频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a＝______。(用x1、x2、x3、x4及f表示)解析(1)为完成此实验，除了所给的器材外，还需要米尺、0～12V的交流电源。(2)其中操作不当的步骤是将打点计时器接到电源的“直流输出”上，打点计时器需要交流电源。(3)纸带与打点计时器之间有摩擦以及空气阻力；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差；计算重力势能变化时，选取初、末两点距离过近；交流电源频率不稳定等。[针对训练1](2018·宁波高一检测)在“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)下列物理量中需要用工具直接测量的有()A.重物的质量B.重力加速度C.重物下落的高度D.与重物下落高度对应的

7、重物的瞬时速度答案(1)C(2)过原点的倾斜直线　重力加速度g实验数据的处理[例2](2018·襄阳高一检测)某同学做“验证机械能守恒定律”实验时，不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏，损坏的是前端部分，剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图中，单位是cm。打点计时器工作频率为50Hz，重力加速度g取9.8m/s2。[试题案例](1)重物在2点的速度v2＝__________，在5点的速度v5＝__________，