高三物理自主学习讲义 第30课时 实验1 验证机械能守恒定律 实验2 探究动能定理 新人教版.doc

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1、高三物理自主学习讲义（第30课时）实验1验证机械能守恒定律实验2探究动能定理班级___________学号___________姓名___________一、双基回顾：验证机械能守恒定律1．实验目的：验证机械能守恒定律2．实验原理：在只有重力作用的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总机械能守恒方法1：若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有：，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示．方法2：任意找两点A、B，分别测出两点的速度大小vA、vB以

2、及两点之间的距离d．若物体的机械能守恒，应有△Ek=－△Ep．测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n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，或由3．实验器材铁架台(带铁夹)，打点计时器，重锤(带纸带夹子)，纸带数条，复写纸片，导线，毫米刻度尺．除了上述器材外，还必须有学生电源(交流4～6V)．4．实验步骤（1）按方法2把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好．（2）把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近．（3）接通电源，松开纸带，让

3、重锤自由下落．（4）重复几次，得到3～5条打好点的纸带．（5）在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标1，2，3，……用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3、……（6）应用公式计算各点对应的即时速度v1、v2、v3、……（7）计算各点对应的势能减少量mgh和动能的增加量，进行比较5．注意事项（1）打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力．（2）实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源、让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清

4、晰的小点．（3）选用纸带时应尽量挑第一、二点间接近2mm的纸带．（4）测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能搞错，为了减小测量值h时的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些，纸带也不宜过长，有效长度可在60cm~80cm以内．（5）因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量．（6）选用用和密度较大重物，增大重力可使阻力的影响相对减少6．误差分析（1）测量长度时会存在偶然误差，所以测长度时要多测几次，取平均值即可减小此误差．（2）由于本实验中有纸带与限位孔间的摩擦力(主要因素)和空气阻力(次要因素)的影响，这是系统误差

5、，它使增加的动能少于减小的重力势能，要减小影响，采用增加重锤质量的办法，因为当重锤的重力远大于阻力时，可忽略阻力的影响．（3）为了减小相对误差，选取有计数点最好离第一个点远一些·（4）若第一、第二两点间的距离小于2mm，则这两点间的时间间隔不到0.02s或阻力过大．二、过关练习：1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中要用工具测量的有（）通过计算得到的物理量有（）A．重锤的质量B．重力加速度C．重锤下落的高度D．与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度2．在做“验证机械能守恒定律”的实验中，有同学按以下步骤进行实验操作（）A．用天平称

6、出重锤和夹子的质量B．固定好打点计时器，将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手·提住，且让手尽量靠近打点计时器C．松开纸带，接通电源，开始打点．并如此重复多次，以得到几条打点纸带D．取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点0，在距离0点较近处选择几个连续计数点(或计时点)，并计算出各点的速度值E．测出各点到0点的距离，即得到重锤下落高度F．计算出mghn和，看两者是否相等在以上步骤中，不必要的步骤是_____________；有错误或不妥的步骤是__________(填写代表字母)；更正情况是：①________________________

7、______________________________________________②______________________________________________________________________③______________________________________________________________________④______________________________________________________________________3．图中甲、乙两图都是用来

8、“验证机械能守恒定律”的装置示意图，已知该打点计时器的打点频率为50Hz．（1）甲、乙两图相比较，_________图所示的装置较好，简单说明原因：______________________