粤教版物理必修第二册23第四章第六节验证机械能守恒定律第七节生产和生活中的机械能守恒.pdfVIP

第六节验证机械能守恒定律

第七节生产和生活中的机械能守恒

1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的瞬时速度．

2．掌握利用落体法验证机械能守恒定律的原理和方法．

3．会使用气垫导轨、光电门，理解、利用并掌握滑块沿导轨

实验目标下滑验证机械能守恒定律的原理和方法．

4．通过几个实例分析推理计算机械能守恒．

5．体验生产生活实际中的机械能守恒，培养学以致用的科学

态度．

1．实验思路

机械能守恒的前提是“只有重力或弹力做功”，因此设计实验时要考虑满足这一

条件的情形．

情形1：自由下落的物体只受到重力作用，满足机械能守恒的条件．

情形2：物体沿光滑斜面下滑时，虽然受到重力和斜面的支持力，但支持力与物

体位移方向垂直，对物体不做功，也满足机械能守恒的条件．

2．物理量的测量

根据重力势能和动能的定义，需要测量的物理量有物体所处位置的高度以及物

体的运动速度．

(1)高度的测量：可用刻度尺测量．

(2)瞬时速度的测量

a．用打点计时器打下的纸带测量：

测出打n点前、后相邻两段相等时间T内物体运动的距离xn和xn＋1(或测出hn－1

++―

和h)，由公式v＝或=即可得到打n点时物体的瞬时

n＋1n

速度，如图所示．

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由匀变速直线运动的规律可知，物体某段时间中间时刻的瞬时速度等

于这段时间内的平均速度．

b．用光电门测量：

遮光条通过光电门时的瞬时速度等于遮光条通过光电门时的平均速度，则根据

遮光条的宽度l和遮光时间Δt，可以算出物体经过光电门时的速度v＝．

3．数据分析

方法1：计算物体在选定位置上动能与势能的和是否满足

＋mgh＝＋mgh①

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方法2：计算重物在某两点间的动能变化和势能变化是否满足

―＝mgh－mgh②

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若在误差允许范围内，等式①(或②)满足，即可验证机械能守恒定律．

根据上述情况，有两种方案可以验证物体的机械能守恒．

方案Ⅰ研究自由下落物体的机械能

(1)实验器材

铁架台(带铁夹)、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(4～6V)．

(2)实验步骤

①安装实验装置

如图所示，将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，用导线将打点

计时器与低压交流电源相连接．

②进行实验

a．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

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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，打点结束后立即关闭打点计时器电源．

b．更换纸带重复做3～5次实验．

③选取纸带(分两种情况)

a．如果根据mgh＝mv2验证，应选点迹清晰，所打点在同一条直线上，且第