2018届一轮复习苏教版 第5章 实验5 验证机械能守恒定律 教案.doc

实验五验证机械能守恒定律
●实验目的
验证机械能守恒定律.
●实验原理
,物体的重力势能和动能互相转化,,下落高度为h,则重力势能的减少量为mgh,动能的增加量为mv2,看它们在实验误差允许的范围内是否相等,若相等则验证了机械能守恒定律.
:做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度vt=:测出第n个点的相邻前后两段相等时间T内下落的距离xn和xn+1,由公式vn=或vn=算出,如图实­5­1所示.
图实­5­1
●实验器材
铁架台(含铁夹)、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物(带纸带夹).
●实验过程
一、实验步骤

按图实­5­2所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上,接好电路.
图实­5­2

将纸带的一端用夹子固定在重物上,,后松开纸带,~5次实验.

分两种情况说明
(1)如果根据mv2=mgh验证时,应选点迹清晰,打点成一条直线,且1、2两点间距离小于或接近2 、2两点间的距离大于2 mm,这是由于先释放纸带,,第1个点就不是运动的起始点了,这样的纸带不能选.
(2)如果根据mv-mv=mgΔh验证时,由于重力势能的变化是绝对的,处理纸带时,选择适当的点为基准点,这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否为2 mm就无关紧要了,所以只要后面的点迹清晰就可选用.
二、数据处理

由公式vn=可以计算出重物下落h1、h2、h3、…的高度时对应的瞬时速度v1、v2、v3、…

方法一:利用起始点和第n点计算,代入ghn和v,如果在实验误差允许的范围内,ghn=v,则说明机械能守恒定律是正确的.
方法二:任取两点A、B测出hAB,算出ghAB和的值,如果在实验误差允许的范围内,ghAB=v-v,则说明机械能守恒定律是正确的.
方法三:图象法,从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点的下落高度h,并计算各点速度的平方v2,然后以v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出v2­,则验证了机械能守恒.
●误差分析

本实验中因重锤和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点计时器阻力)做功,故动能的增加量ΔEk稍小于重力势能的减少量ΔEp,即ΔEk<ΔEp,这属于系统误差,改进的方法是调整器材的安装,尽可能地减小阻力.

本实验的另一个误差来源于长度的测量,,一次将各打点对应的下落高度测量完,或者多次测量取平均值.
●注意事项
,即应满足机械能守恒的条件,这就要求尽量减小各种阻力的影响,采取的措施有:
(1)安装打点计时器时,必须使两个限位孔的中线严格竖直,以减小摩擦阻力.
(2)应选用质量和密度较大的重锤,增大重力可使阻力的影