1、實(shí)驗(yàn)：利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證動(dòng)能定理（請(qǐng)注意本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、器材、理論分析都是相同的，所以同學(xué)們慎重保管好此資料）一實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，合外力做功等于物體動(dòng)能的改變。二實(shí)驗(yàn)原理1在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中。若物體某時(shí)刻瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則重力做功為_(kāi)，動(dòng)能的增加量為_(kāi)，看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，若相等則驗(yàn)證了動(dòng)能定理2速度的測(cè)量：做勻變速運(yùn)動(dòng)的紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于相鄰兩點(diǎn)間的平均速度。如下圖所示，計(jì)算打第n個(gè)點(diǎn)瞬時(shí)速度的方法是：測(cè)出第n個(gè)點(diǎn)的相鄰前后兩段相等時(shí)間T內(nèi)下落的距離xn和xn1，則vn_。若給出的數(shù)據(jù)是hn和hn

2、1，則vn_【特別提醒】：公式中T指的是相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，任何題目肯定有明示或暗示的字詞，對(duì)T的取值有說(shuō)明：若直接以紙帶上連續(xù)的點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，則T=_s；若以紙帶上每5個(gè)點(diǎn)為一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，（即在紙帶上A、B之間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出），則T=_s紙帶上的數(shù)據(jù)是用刻度尺測(cè)出的物理量，單位通常是cm或mm，代入公式運(yùn)算時(shí)，要注意把其化成m。注意看清問(wèn)題的結(jié)果是保留“幾位效數(shù)字”還是“小數(shù)點(diǎn)后幾位”3. 實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)(含鐵夾)，_，學(xué)生電源，紙帶，復(fù)寫(xiě)紙，導(dǎo)線，_，重物(帶紙帶夾)若使用電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，其工作電壓為_(kāi)V，打點(diǎn)周期為_(kāi)s;若使用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，其工作電壓為_(kāi)V，打點(diǎn)周期為_(kāi)s;4

3、.注意事項(xiàng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要穩(wěn)定地固定在鐵架臺(tái)上，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器平面與紙帶限位孔調(diào)整在_，以減小摩擦阻力應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，增大重力可使阻力的影響相對(duì)減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小實(shí)驗(yàn)中，需保持提紙帶的手不動(dòng)，且保證紙帶豎直，先_，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后，再_測(cè)下落高度時(shí)，要從第一個(gè)打點(diǎn)測(cè)起，并且各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的下落高度要一次測(cè)量完如果不測(cè)出物體質(zhì)量時(shí)，只需驗(yàn)證 _ ghn 也可以動(dòng)能定理其中g(shù)的大小與地理位置有關(guān)，實(shí)驗(yàn)前必須要查閱重力加速度表，找出當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊木唧w數(shù)值。速度不能用vngtn或計(jì)算。因?yàn)樵趧蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)中，牛頓運(yùn)動(dòng)定律與動(dòng)能定理邏輯上是統(tǒng)一的，一旦使用牛頓運(yùn)動(dòng)定律公式計(jì)

4、算，其實(shí)已經(jīng)無(wú)形中認(rèn)定了動(dòng)能定理的正確性，再實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)能定理是否正確已經(jīng)沒(méi)有實(shí)驗(yàn)意義。三實(shí)驗(yàn)步驟1儀器安裝按圖562所示將檢查、調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，接好電路2打紙帶。將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在_的地方先_，后_，讓重物帶著紙帶自由下落更換紙帶重復(fù)做35次實(shí)驗(yàn)3.選紙帶。本實(shí)驗(yàn)中，要盡量減小紙帶摩擦力與空氣阻力帶來(lái)的影響。從上述的35條紙帶中，應(yīng)選點(diǎn)跡清晰，打點(diǎn)成一條直線，且1、2兩點(diǎn)間距離小于或接近2 mm的紙帶四數(shù)據(jù)處理辦法（2種）（1）方法1：利用起始點(diǎn)和紙帶上的第n點(diǎn)。假設(shè)o點(diǎn)為自由落體運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，從o到n，若測(cè)

5、出o到n的距離hn , 算出n點(diǎn)的速度vn則利用數(shù)據(jù)驗(yàn)證公式中的等號(hào)是否成立。（2）方法2：任取兩點(diǎn)計(jì)算(1)任取兩點(diǎn)A、B測(cè)出hAB，算出mghAB.(2)利用計(jì)算速度的辦法分別算出A、B兩點(diǎn)的速度vA和vB，再算出的值（請(qǐng)思考：為什么要用EKA EKB？如何測(cè)出A點(diǎn)、B點(diǎn)速度，需要哪些數(shù)據(jù)？）(4)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的條件下，從AB,若成立，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律五誤差分析1系統(tǒng)誤差：本實(shí)驗(yàn)中因重物和紙帶在下落過(guò)程中要克服阻力做功，所以重力做功其實(shí)是_動(dòng)能的改變量（填略大于，等于，略小于）。這是不可避免的，屬于系統(tǒng)誤差，改進(jìn)的方法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力2偶然誤差：本實(shí)驗(yàn)的另一誤差來(lái)

6、源于長(zhǎng)度的測(cè)量，屬于偶然誤差減小誤差的方法是測(cè)量物體的下落距離時(shí)，所選的距離盡可能大一些，或者多次測(cè)量取平均值【練習(xí)1】小明同學(xué)利用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn).（1）若該實(shí)驗(yàn)采用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，則該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要的是_電壓（填直流、交流），電壓大小為_(kāi)V。（2）若實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有給出重錘的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)前_測(cè)量重錘的質(zhì)量（填需要、不需要）。小明按圖中所示，正確安裝好儀器后，合理的操作是：先_ ,讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作打點(diǎn)，再放手讓重錘向下做_運(yùn)動(dòng)，然后_，最后取下紙帶，對(duì)紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量計(jì)算。（3）該實(shí)驗(yàn)需要用到重力加速度g的大小，獲得方法是( )A. 查表找出當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的

7、具體大小B. 利用紙帶數(shù)據(jù)，先計(jì)算出g的大小C. g取9.8m/s2 D. g取10m/s2(4) 小明同學(xué)選取以下的一段紙帶，A、B、C、D、E為紙帶上連續(xù)的點(diǎn)，其中A為紙帶上的第一個(gè)的點(diǎn)，現(xiàn)對(duì)AD段進(jìn)行研究其中D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度VD=_m/s;重物下落的高度為hAD=_cm（全部結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；假設(shè)重力加速度為g，則還應(yīng)計(jì)算 與 _大小是否相等（填字母表達(dá)式）；(5) 利用以上紙帶，小明同學(xué)經(jīng)過(guò)計(jì)算后，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差較大。請(qǐng)你找出小明實(shí)驗(yàn)時(shí)存在的問(wèn)題：安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)存在的問(wèn)題是 ；研究紙帶時(shí)存在的問(wèn)題是 ，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差可能較大【練習(xí)2】. 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知電磁打

8、點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源的頻率為50 Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭9.80 m/s2，測(cè)得所用的重物質(zhì)量為1.00 kg.實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶(如圖563所示)，把第一個(gè)點(diǎn)記為O，另選連續(xù)的四個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm.（1）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力做功為_(kāi)J，動(dòng)能的增加量等于_J(以上數(shù)據(jù)均取取三位有效數(shù)字)【練習(xí)3】(雙選)在“利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)中，以下步驟僅是實(shí)驗(yàn)中的一部分，在這些步驟中多余的或錯(cuò)誤的有()A用天平稱(chēng)出重物的質(zhì)量

9、B把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定到鐵架臺(tái)上，并用導(dǎo)線把它和低壓交流電源連接起來(lái)C把紙帶的一端固定到重物上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，把重物提升到一定高度D接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后釋放紙帶E用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間【練習(xí)4】.(單選) 利用圖所示裝置進(jìn)行驗(yàn)證動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測(cè)量物體由靜止開(kāi)始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h.某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案，其中正確的方案是( )A用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并測(cè)出下落時(shí)間t，通過(guò)vgt計(jì)算出瞬時(shí)速度vB用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并通過(guò)v計(jì)算出瞬時(shí)速度vC根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v，并通過(guò)h計(jì)算得出高度hD用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v【練習(xí)5】(2013屆珠海模擬)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量為m1.00 kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖567所示O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開(kāi)始選取連續(xù)點(diǎn)中的三個(gè)點(diǎn)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間9.80 m/s2，