高中物理《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》課件4（15張PPT）（粵教版必修2）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)步驟注意事項(xiàng)07學(xué)年南京市期末質(zhì)量調(diào)研12 2 07屆南京市綜合檢測(cè) 一 11廣東省重點(diǎn)中學(xué)12月月考檢測(cè)題1107屆廣東省惠陽(yáng)市綜合測(cè)試卷三11江蘇省如東高級(jí)中學(xué)07年2月期末試卷12 3 實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 當(dāng)物體自由下落時(shí) 只有重力做功 物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化 機(jī)械能守恒 若某一時(shí)刻物體下落的瞬時(shí)速度為v 下落高度為h 則應(yīng)有 借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 測(cè)出重物某時(shí)刻的下落高度h和該時(shí)刻的瞬時(shí)速度v 即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 測(cè)定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法是 測(cè)出第n點(diǎn)的相鄰前 后兩段相等時(shí)間T內(nèi)下落的距離sn和sn 1 由公式 或由算出 如圖所示 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái) 帶鐵夾 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 學(xué)生電源 導(dǎo)線 帶鐵夾的重綞 紙帶 米尺 1 按如圖裝置把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上 用導(dǎo)線把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與學(xué)生電源連接好 2 把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好 另一端穿過計(jì)時(shí)器限位孔 豎直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近 紙帶上端用夾子夾住 3 接通電源 松開紙帶 讓重錘自由下落 4 重復(fù)幾次 得到3 5條打好點(diǎn)的紙帶 5 在打好點(diǎn)的紙帶中挑選第一 二兩點(diǎn)間的距離接近2mm 且點(diǎn)跡清晰的一條紙帶 在起始點(diǎn)標(biāo)上0 以后各依次標(biāo)上1 2 3 用刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)下落高度h1 h2 h3 7 計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減少量mghn和動(dòng)能的增加量1 2mvn2 進(jìn)行比較 注意事項(xiàng) 1 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí) 必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上 以減小摩擦阻力 2 選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑第一 二點(diǎn)間距接近2mm的紙帶 3 因不需要知道動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值 所以不需要測(cè)量重錘的質(zhì)量 07學(xué)年南京市期末質(zhì)量調(diào)研12 2 12 2 在用 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 的實(shí)驗(yàn)中 質(zhì)量m 1 00kg的重物拖著紙帶豎直下落 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn) 如圖 相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0 04s P為紙帶運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn) 從打P到打下B過程中物體重力勢(shì)能的 EP J 在此過程中物體動(dòng)能的增加量 EK J 已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 9 8m s2 答案保留三位有效數(shù)字 用v表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度 h表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)到P點(diǎn)的距離 以v2 2為縱軸 以h為橫軸 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的v2 2 h圖線 若斜率等于某個(gè)物理量的數(shù)值時(shí) 說明重物下落過程中機(jī)械能守恒 該物理量是 2 28 2 26 當(dāng)?shù)刂亓铀俣?11 在 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 的實(shí)驗(yàn)中 讓重錘自由落下 根據(jù)打出的紙帶也可以測(cè)量重錘下落的加速度a的數(shù)值 如圖所示是在打出的紙帶上選取的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A B C D E 測(cè)出A點(diǎn)距起點(diǎn)O的距離為s0 A C兩點(diǎn)間的距離為s1 C E兩點(diǎn)間的距離為s2 使用的交流電的頻率為f 則根據(jù)這些數(shù)值計(jì)算重錘下落的加速度a的表達(dá)式為a 在此實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn) 重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能 其主要原因是重錘在下落過程中受到阻力的作用 如果要測(cè)定該阻力的大小 在知道重力加速度的準(zhǔn)確值為g時(shí) 還需要測(cè)量的物理量是 寫出名稱和符號(hào) 試用這些物理量和上面紙帶中的測(cè)量數(shù)據(jù)表示重錘在下落過程中受到的阻力大小為F 07屆南京市綜合檢測(cè) 一 11 重錘質(zhì)量m 廣東省重點(diǎn)中學(xué)12月月考檢測(cè)題11 0 142m 0 14m 在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi) 只有重力做功時(shí) 物體的機(jī)械能守恒 2 在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中 自由落下的重錘質(zhì)量要大一些 這是為了減少對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響 實(shí)驗(yàn)中測(cè)定重錘的質(zhì)量 填 要 或 不要 實(shí)驗(yàn)小組C在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn) 重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘動(dòng)能的增加 其原因主要是因?yàn)樵谥劐N下落的過程中存在阻力作用 因此想到可以通過該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)阻力的大小 根據(jù)已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的較準(zhǔn)確的值為g 電源的頻率為f 又測(cè)量出物理量 他 她 們用這些物理量求出了重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F 用字母表示 空氣阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器器對(duì)紙帶的阻力 不要 相鄰的兩點(diǎn)間的位移S1 S2 S3 S4 重錘的質(zhì)量m 07屆廣東省惠陽(yáng)市綜合測(cè)試卷三11 11 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)裝置 請(qǐng)根據(jù)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的相關(guān)實(shí)驗(yàn)回答下列問題 1 在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中 質(zhì)量m 1kg的重錘自由下落 在紙帶上打出一系列的點(diǎn) 如圖所示 相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0 02s 長(zhǎng)度單位 cm 當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 9 80m s2 那么 紙帶的端與重物相連 填 左 或 右 從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中 重力勢(shì)能的減小量為 EP J 物體動(dòng)能的增加量 EK J 均取兩位有效數(shù)字 通過計(jì)算 數(shù)值 EP與 EK并不相等 這是因?yàn)?左 解 mgh 9 8 4 8 10 2 0 47J 0 47 vB 6 91 3 07 10 2 0 04 0 96m s 1 2mvB2 0 46J 0 46 下落過程中要克服阻力做功 2 某同學(xué)在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí) 得到了幾條較為理想的紙帶 他已在每條紙帶上按每5個(gè)點(diǎn)取好計(jì)數(shù)點(diǎn) 即相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0 1s 依打點(diǎn)先后編為0 1 2 3 4 5 由于不小心 幾條紙帶都被撕斷了 如圖所示 請(qǐng)根據(jù)給出的A B C D四段紙帶回答 B C D三段中選出從紙帶A上撕下的那段應(yīng)該是 打A紙帶時(shí) 物體的加速度大小是m s2 取三位有效數(shù)字 C 0 600 江蘇省如東高級(jí)中學(xué)07年2月期末試卷12 3 12 如圖甲用包有白紙的質(zhì)量為1 00kg的圓柱棒替代紙帶和重物 蘸有顏料的毛筆固定在電動(dòng)機(jī)上并隨之勻速運(yùn)動(dòng) 當(dāng)接通電源待電機(jī)穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)后 燒斷懸掛圓柱棒的細(xì)線 圓柱棒自由下落 毛筆可在圓柱棒的紙上畫出記號(hào) 圖乙是按正確操作順序畫出的一條紙帶 O是畫出的第一個(gè)痕跡 A B C D E F G是依次畫出的痕跡 設(shè)毛筆接觸棒時(shí)不影響棒的運(yùn)動(dòng) 測(cè)得痕跡之間沿棒方向的距離依次為OA 26 0mm AB 50 0mm BC 74 0mm CD 98 0mm DE 122 0mm EF 146 0mm 已知電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有 1200r min 字樣 由此驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 根據(jù)以上內(nèi)容 可得 根據(jù)乙圖所給的數(shù)據(jù) 可知毛筆畫下痕跡B E兩時(shí)刻間棒的動(dòng)能變化量為J 重力勢(shì)能的變化量為J 由此可得出的結(jié)論是 g取9 80m s2 結(jié)果保留三位有效數(shù)字 實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)利用獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)同時(shí)測(cè)定了當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭的值 假設(shè)OF間的距離為h EG間的距離s 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率用f表示 有下面三種方法求重力加速度的值 分別是 2 82 2 88 在誤差范圍內(nèi) 圓柱棒的機(jī)械能守恒 方法C比較妥當(dāng) 方法A B都用到了t 6 f 但OA間的時(shí)間間隔一般不等于1 f 要小于它 因此t 6 f 從而A B兩種方法存在問題 題目 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全