(對應學生用書P98)一、實驗目的利用自由落體運動驗證只有重力作用下的物體機械能守恒．三、實驗器材鐵架臺(含鐵夾)，打點計時器，學生電源，紙帶，復寫紙，導線，刻度尺，天平(也可不選)，重物．問題探究在計算n點的速度時，能否可以利用vn＝gnT計算求得？[提示]

若利用公式vn＝gnT計算第n點的瞬時速度，說明物體下落的加速度為g，在此前提下機械能一定守恒，不需實驗驗證．所以本實驗需要的物體在某一時刻的實際速度，應由紙帶上的數據求解，而不是利用公式vn＝gnT計算求得．四、實驗步驟1．測質量：用天平測出重物的質量m(也可不測)．2．安裝置：按右圖將檢查、調整好的打點計時器豎直固定在鐵架臺上，接好電路．3．打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點計時器的地方.先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落．更換紙帶重復做3次～5次實驗．五、實驗改進1．物體的速度可以用光電計時器測量，以減小由于測量和計算帶來的誤差．2．整個實驗裝置可以放在真空的環(huán)境中操作，如用牛頓管和頻閃照相進行驗證，以消除由于空氣阻力作用而帶來的誤差．3．可以利用氣墊導軌來設計該實驗，以減小由于摩擦帶來的誤差．(對應學生用書P98)要點一誤差分析1.本實驗中因重物和紙帶在下落過程中要克服各種阻力(空氣阻力、打點計時器阻力)做功，故動能的增加量ΔEk稍小于重力勢能的減少量ΔEp，即ΔEk<ΔEp，這屬于系統(tǒng)誤差．改進的辦法是調整器材的安裝，盡可能地減小阻力．2．本實驗的另一個誤差來源于長度的測量，屬偶然誤差.減小誤差的辦法是測下落距離時都從O點量起，一次將各打點對應的下落高度測量完，或者多次測量取平均值．要點二注意事項1.應盡可能控制實驗條件，即應滿足機械能守恒的條件，這就要求盡量減小各種阻力的影響，采取的措施有：(1)安裝打點計時器時，必須使兩個限位孔的中線嚴格豎直，以減小摩擦阻力．(2)應選用質量和密度較大的重物，增大重力可使阻力的影響相對減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減?。?．實驗中，提紙帶的手要保持不動，且保證紙帶豎直.接通電源后，打點計時器工作穩(wěn)定后再松開紙帶．4．測量下落高度時，為了減小測量值h的相對誤差，選取的各個計數點要離起始點遠一些，紙帶也不易過長，有效長度可在60cm～80cm之間．(2010·新課標全國)圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平．回答下列問題：(1)為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有________．(填入正確選項前的字母)A．米尺 B．秒表C．0～12V的直流電源 D．0～12V的交流電源(2)實驗中誤差產生的原因有________．(寫出兩個原因)[解析]

(1)打點計時器使用的電源為交流電源，故應選取0～12V的交流電源，D正確；利用米尺測量紙帶上各點間的距離．A正確．本實驗中利用打點計時器作為計時工具，所以不需要秒表，B錯誤．(2)實驗誤差的來源主要是由于紙帶在下滑的過程中需要克服摩擦力做功，以及用米尺測量數據時讀數有誤差．[答案]

(1)AD

(2)紙帶和打點計時器之間有摩擦；用米尺測量紙帶上點的位置時讀數有誤差．(對應學生用書P98)題型一實驗數據的處理

[答案]

(1)打第一個點時重物的初速度為零2mm

(2)0.59m/s

0.17J

0.17J機械能守恒(3)C題型二實驗的拓展和遷移例2某實驗小組利用如下圖所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機械能守恒．(1)實驗前需要調整氣墊導軌底座使之水平，利用現有器材如何判斷導軌是否水平？_________________________________________________________(2)如下圖所示(經放大后的)，游標卡尺測得遮光條的寬度d＝________cm；實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門的時間Δt＝1.2×10－2s，則滑塊經過光電門時的瞬時速度為________m/s.在本次實驗中還需要測量的物理量有：鉤碼的質量m、________和________(文字說明并用相應的字母表示)．(3)本實驗通過比較________和________在實驗誤差允許的范圍內是否相等(用測量的物理量符號表示)，從而驗證系統(tǒng)的機械能守恒．(對應學生用書P99)1．關于驗證機械能守恒定律實驗的下列說法中，哪些是正確的(

)A．選用重物時，重的比輕的好B．選用重物時，體積小的比體積大的好C．選取重物后，要稱出它的質量D．重物所受的重力，應遠大于它所受的空氣阻力和紙帶受到打點計時器的阻力[解析]

在選取重物時，由于有空氣阻力和摩擦阻力的存在，應該選取質量比較大的、體積比較小的重物，這樣可以使重物的重力遠大于它所受的空氣阻力和紙帶受到的打點計時器的摩擦阻力．[答案]

ABD2．(2010·安徽高考)利用圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h.某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案．[答案]

d3．(2011·廣州模擬)“驗證機械能守恒定律”的實驗可以采用下圖所示的甲或乙方案來進行．(1)比較這兩種方案，________(選填“甲”或“乙”)方案好些，理由是________．(2)圖丙是該實驗中得到的一條紙帶，測得每兩個計數點間的距離如圖所示，已知每兩個計數點之間的時間間隔T＝0.1s，物體運動的加速度a＝________；該紙帶是采用________(選填“甲”或“乙”)實驗方案得到的.簡要寫出判斷依據________．(3)如下圖丁是采用甲方案得到的一條紙帶，在計算圖中N點速度時，幾位同學分別用下列不同的方法進行，其中正確的是(

)[解析]

(1)機械能守恒的前提是只有重力做功，實際操作的方案中應該使摩擦力越小越好，所以甲方案好．(2)處理紙帶數據時，為減小誤差一般采用逐差法，得a＝4.8m/s2(4.7m/s2～4.9m/s2均可).該紙帶是采用乙實驗方案得到的，這是因為物體運動的加速度比重力加速度小很多．(3)勻變速運動中某一段的平均速度等于中間時刻的瞬時速度.因為所取計時起點O的速度不一定為零，所以A、D錯，B、C項對．[答案]

(1)甲見解析(2)4.8m/s2乙見解析(3)B、C4．在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，質量m＝1.00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點.如上圖所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點(速度恰好為零)，每兩個計數點之間還有四個點未畫出，選連續(xù)的3個計數點A、B、C作為測量的點，如圖所示，經測量知道A、B、C各點到O點的距離分別為50.50cm、86.00cm、130.50cm.已知打點計時器每隔0.02s打一次點，當地的重力加速度g＝9.80m/s2.根據以上數據，可計算出打B點時的速度vB＝________m/s；重物由O點運動到B點，重力勢能減少了________J，動能增加了________J．根據所測量的數據，還可以求出物體實際下落的加速度為________m/s2，物體在從A到B下落的過程中所受到的平均阻力為________N(計算結果都要保留3位有效數字)，該阻力的來源主要有：(1)_______________________________________________；(2)_______________________________________________．分析紙帶受到的力有：重力、重物受到的空氣阻力、紙帶與限位孔之間的摩擦力等力的作用，所以阻力的來源是以上除重力之外的力．[答案]

4.00

8.43

8.00

9.00

0.800

(1)重物受到的空氣阻力(2)紙帶與限位孔之間的摩擦力5．(2011·承德聯考)某同學利用透明直尺和光電計時器來驗證機械能守恒定律，實驗的簡易示意圖如下圖所示．當有不透光物體從光電門間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間.所用的西甌XDS－007光電門傳感器可測的最短時間為0.01ms.將擋光效果好、寬度為d＝3.8×10－3m的黑色磁帶貼在透明直尺上，從一定高度由靜止釋放，并使其豎直通過光電門．某同學測得各段黑色磁帶通過光電門的時間△t1與圖中所示的高度差Δh1，并將部分數據進行了處理，結果如下表所示．(取g＝9.8m/s2，注：表格中M為直尺質量)②請將表格中數據填寫完整．③通過實驗得出的結論是：________.④根據該實驗請你判斷下列ΔEk－Δh圖象中正確的是(

)[答案]

①瞬時速度等于極短時間或極短位移內的平均速度②4.22

4.00M或4.01M

4.01M或4.02M③在誤差允許的范圍內，重力勢能的減少量等于動能的增加量④C謝謝！贈送精美圖標1、字體安裝與設置如果您對PPT模板中的字體風格不滿意，可進行批量替換，一次性更改各頁面字體。在“開始”選項卡中，點擊“替換”按鈕右側箭頭，選擇“替換字體”。（如下圖）在圖“替換”下拉列表中選擇要更改字體。（如下圖）在“替換為”下拉列表中選擇替換字體。點擊“替換”按鈕，完成。412、替換模板中的圖片模板中的圖片展示頁面，您可以根據需要替換這些圖片，下面介紹兩種替換方法。方法一：更改圖片選中模版中的圖片（有些圖片與其他對象進行了組合，選擇時一定要選