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1、实验六验证机械能守恒定律[预习思考题]1.物体在空气中从静止开始下落,在此过程中还要满足什么条件,物体的机械能才守恒?2.本实验是根据怎样的设计思想来验证机械能守恒定律的?3.实验时应该挑选怎样的纸带进行测量?从打了点的纸带中测量哪些数据?怎样求重物下落的即时速度?4.本实验要测出重物的质量吗?为什么?[实验目的](学生填写)[实验器材]重锤(或钩码等重物),打点计时器(J0203型),纸带和复写纸片,低压电源,两根导线,铁架台,烧瓶夹,刻度尺,铁夹子.[实验步骤]1.如图9所示,把打点计时器竖直地架稳,并连接好电路.2.把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过打点
2、计时器,用手向上提纸带,使重锤静止在靠近打点计时器的地方.3.接通电源,然后松开纸带,让重锤带着纸带下落,带上打下一系列小点.关闭电源,取下纸带.4.更换纸带,重复做3—4次实验.5.在挑选出来的纸带上给第一个点做上记号O,然后在纸带上从任意点开始依次选取几个点(假设选6个点),分别记上数字,1,2,3,…(如图10所示).用带毫米刻度尺分别测量纸带上从起点O到各个点间的距离hl,h2,h3…,这些距离就是重锤运动到点1,2,3…时下降的高度6.根据“匀加速直线运动中,一段时间内的平均速度等于该段时间中点时刻的即时速度”,求重锤在打下点2,3,4,5时的即时速度
3、:,其中t就是相邻两点子间的时间,即t=0.02s.因此,,,v4=_______,v5=________.7.把求得的数据填人记录表中,算出计时器打下2,3,4…各点时,物体减少的重力势能mgh1,,mgh2,mgh3,…和物体增加的动能',·.比较物体在各段时间减少的重力势能与增加的动能,就可以验证物体在自由下落时机械能是否守恒.[注意事项]1.打点计时器一定要竖直地架稳,使重锤带着纸带下落时不受阻碍.在接通电源之前,可以让重锤带着纸带下落,观察纸带是否受阻碍,及时进行安装调整.2.纸带要平整地对称地夹在重锤上,纸带长度为30—40cm即可,3.用手提纸带上
4、端时,纸带不应扭曲,在重锤下落之前,手不要晃动.在打点计时器正常工作后,要突然放开纸带让重锤自由下落.4.为了减少测量下落高度引起的误差,那些依次选取的点可以离起点O稍为远一些,这些点与实验三的计数点是不一样的.[记录和计算](请自己设计一个表格用来填写数据,贴在下面的空白表格上.若使用空白表格,请先把空白的栏目填上,再填写数据.)编号 1 2 3 4 5 6 [结论]:[问题讨论]1. 机械能守恒定律的条件是什么?严格说来,本实验是否符合机械能守恒的条件?2.本实验中为什么不必测量重锤的质量?这是否意味着
5、对下落的物体没有任何要求,可以随意选用?为什么?3.在本实验中,物体的重力势能的减少量与动能的增加量相比较,从理论上说是哪一个可能大一些?你的实验结果又是哪一个大一些?试粗略分析其原因.4.利用实验提到的打上点的纸带,也可以求行本地的重力加速度,请你实际计算一下。
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