人教版高中物理必修第二册精品课件 第8章 机械能守恒定律 5.实验 验证机械能守恒定律.ppt

(2)在一次实验中,质量为1kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图乙所示。O为打点计时器打下的第一个点,若纸带上相邻两个点之间时间间隔为0.02s,从起点O到打下记数点B的过程中,重力势能减少量ΔEp=J,此过程中物体动能的增加量ΔEk=J(g取9.8m/s2,结果均保留两位有效数字);通过计算,数值上ΔEpΔEk(选填“”“=”或“”),这是因为?。?乙0.490.48存在摩擦阻力做负功(3)如果以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的图线应是。?B解析(1)因为打点计时器就是计时工具,则该实验中不需要秒表,也不需要天平。(2)从起点O到打下记数点B的过程中,重力势能减少量J,通过计算,数值上ΔEpΔEk,这是因为重物下落过程中存在摩擦阻力做负功。对点演练1.某实验小组在验证机械能守恒定律中,设计了如图所示的实验装置,由倾角为θ的平滑导轨、小车(带遮光条)和光电门组成。(1)在轨道上安装两个光电门,从图中可以读出光电门间的距离l=cm,用游标卡尺测量出遮光条的宽度为d。?(2)小车从轨道某固定位置释放,记录小车经过光电门1的遮光时间为t1,经过光电门2的遮光时间为t2,则小车经过光电门1的速度为(用题目中的符号表示)。若满足关系式(用字母d、t1、t2、l、g和θ表示),即可验证机械能守恒。?20.55解析(1)第一个读数为15.45cm,第二个读数为36.00cm,因此距离l=20.55cm。探究点二实验拓展创新知识归纳1.用光电门测定小球下落的速度。利用光电门测出挡光条通过光电门的时间Δt,从而利用v=计算滑块通过光电门的速度。可以用一个光电门进行实验(如图所示),测出金属球下落到某位置的瞬时速度,选从释放位置到光电门所在的位置进行验证,也可以用两个光电门进行验证,测出小球下落过程中经过的这两个位置的瞬时速度。2.利用系统机械能守恒代替单个物体的机械能守恒(如图所示)。原理是验证重物重力势能的减少量是否等于重物和滑块整体动能的增加量。3.小球在重力作用下做自由落体运动或竖直上抛运动,利用频闪照片获取实验数据(如图所示)。实验数据的处理方法跟课本原型实验相同。典例剖析【例题2】某实验小组为测量小球从某一高度释放,与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失,设计了如图所示的装置,实验过程如下:(1)让小球从某一高度由静止释放,与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置,使小球从光电门正上方释放后,在下落和反弹过程中均可通过光电门。(2)用螺旋测微器测量小球的直径,小球直径为d。(3)实验时,应(选填“A”或“B”,其中A为“先释放小球,后接通数字计时器”,B为“先接通数字计时器,后释放小球”)。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t1和t2。?(4)计算小球通过光电门的速度,已知小球的质量为m,可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失ΔE=(用字母m、d、t1和t2表示)。?(5)因空气阻力导致测量值(选填“大于”或“小于”)真实值。?B大于解析(3)实验时,因小球下落时间很短,如果先释放小球,有可能会出现时间记录不完整,所以应先接通数字计时器,再释放小球,故选B。(5)因空气阻力导致机械能损失增大,测量测量值大于真实值。对点演练2.(2024陕西咸阳期末)在“验证机械能守恒定律”实验中:甲乙(1)李同学采用让重物自由下落的方法验证机械能守恒,实验装置如图甲所示。下列操作中,必要的是。?A.用秒表测出重物下落的时间B.用天平测量重物的质量C.先接通电源后释放重物D.释放重物前,重物应尽量靠近打点计时器(2)图乙为李同学某次实验中打出的一条纸带。若重物的质量m=1kg,相邻计数点间的时间间隔为0.04s,从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中,重物重力势能的减少量Ep=J,重物动能的增加量Ek=J。(g取9.8m/s2,结果均保留三位有效数字)?CD2.282.26(3)某次实验中李同学发现重物重力势能的减少量小于重物动能的增加量,其原因可能是。(写出一条即可)?(4)张同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。如图丙所示,将拉力传感器固定在天花板上,细线一端系着小球,另一端连在拉力传感器上的O点。将小球拉至细线与竖直方向