20版物理《课时讲练通》人教版必修二7.9 实验验证机械能守恒定律.ppt

(4)小明在实验中,经多次测量发现,重物减小的重力势能总是略________(选填“大于”或“小于”)重物增加的动能,这是由________(选填“系统”或“偶然”)误差造成的。? (5)小明认为,在误差允许的范围内,重物的机械能守恒。小明用(3)中数据画v2-h图象,图线的斜率为k,则当地重力加速度g跟k的关系式是________。? 【解析】(1)实验时,需用刻度尺对纸带进行测量,缺少的测量器材是刻度尺。 (2)重物应选质量较大、体积较小的物体,以减小阻力带来的影响,即重物应选用密度大的物体,故A错误;两个限位孔应在同一竖直线上,这样重物下落过程中纸带与计时器间阻力较小,故B正确;释放纸带前,重物应靠近打点计时器,这样纸带才得以充分利用,故C正确;应先接通电源,后释放纸带,故D错误。答案为B、C。 (3)从点O到打下计数点B的过程中,重物重力势能的减 少量 ΔEp=mghOB=1×9.8×4.86×10-2 J≈0.48 J 打下计数点B时,重物的速度 vB= m/s=0.9725 m/s 从点O到打下计数点B的过程中,动能的增加量ΔEk= ×1×0.97252 J≈0.47 J (4)重物减小的重力势能总是略大于重物增加的动能, 这是因为重物下落过程中受到阻力,因为每次实验重物 下落过程中都受到阻力,使减小的重力势能总是略大于 增加的动能,所以这种误差是系统误差。 (5)因为mgh= mv2,所以v2=2gh;则v2-h图线的斜率为 2g。 答案:(1)刻度尺　(2)B、C　(3)0.48　0.47　(4)大于　系统　(5)k=2g 类型2 实验设计与创新 【典例2】(2019·沈阳高一检测)用如图所示实验装置验证机械能守恒定律,通过电磁铁控制小铁球从A点由静止释放,下落过程中经过光电门B时,通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录下挡光时间t,实验前应调整光电门位置使小铁球下落过程中球心通过光电门中的激光束。(当地重力加速度用g表示) (1)为了验证机械能守恒定律,还需要测量的物理量有________;? A.A点与地面间的距离H B.小铁球的质量m C.小铁球从A到B的下落时间tAB D.小铁球的直径d E.A、B之间的距离h (2)小铁球通过光电门时的瞬时速度v=________,如果 关系式 =________成立,则可验证小铁球在下落过程 中机械能守恒。(用测量的物理量表示)? 【解析】(1)根据实验原理可知,需要测量的是A点到 光电门的距离,故A错误;根据机械能守恒的表达式可 知,方程两边可以约掉质量,因此不需要测量质量,故B 错误;利用小铁球通过光电门的平均速度来代替瞬时速 度,不需要测量下落时间,故C错误;利用小铁球通过光 电门的平均速度来代替瞬时速度时,需要知道挡光物体 9.实验:验证机械能守恒定律 【实验目的】 1.验证机械能守恒定律。 2.熟悉瞬时速度的测量方法。 3.能正确进行实验操作,分析实验数据得出结论,能定性地分析产生误差的原因。 【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: 方案一　以物体自由下落的位置O为起始点,测出物体 下落高度h时的速度大小v。若 mv2=mgh成立,则可验 证物体的机械能守恒。 方案二　测出物体下落高度h过程的初、末时刻的速度 v1、v2,若关系式 =mgh成立,则物体的机 械能守恒。 【实验器材】 铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重物(带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源(4～6 V)。 【实验过程】 一、实验步骤 1.安装置:按图1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静止在靠近打点计时器的位置。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3～5次实验。 3.选纸带:选取点迹较为清晰且有两点间的距离约为 2 mm的纸带,把纸带上打出的两点间的距离为2 mm的第一个点作为起始点,记作0,在距离0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0点到1、2、3…的距离,即为对应下落的高度h1、h2、h3… 二、数据处理 1.计算各点对应的瞬时速度:根据公式vn= 计算出1、2、3、4、…n点的瞬时速度v1、v2、v3、 v4、…vn。 2.机械能守恒定律验证: (1)方法一:利用起始点和第n点 从起始点到第n个计数点,重力势能减少量为mghn,动能 增加量为 计算ghn和 如果在实验误差允许 的范围内ghn= 则机械能守