1、實(shí)驗(yàn)七 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,過程分析導(dǎo)引,實(shí)驗(yàn)典例精析,知能優(yōu)化演練,實(shí)驗(yàn)七 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,知識(shí)要點(diǎn)歸納,知識(shí)要點(diǎn)歸納,圖561,實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái)(含鐵夾)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、毫米刻度尺、重物(帶紙帶夾),過程分析導(dǎo)引,一、實(shí)驗(yàn)步驟 1安裝置：按圖562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,圖562,2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(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(fù)做3次5次實(shí)驗(yàn),三、誤差分析 1本實(shí)驗(yàn)中因重物和紙帶在下落過程中要克服各種

2、阻力(空氣阻力、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器阻力)做功，故動(dòng)能的增加量Ek稍小于重力勢(shì)能的減少量Ep，即EkEp，這屬于系統(tǒng)誤差改進(jìn)的辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力 2本實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)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(shí)都從O點(diǎn)量起，一次將各打點(diǎn)對(duì)應(yīng)的下落高度測量完,或者多次測量取平均值,四、注意事項(xiàng) 1應(yīng)盡可能控制實(shí)驗(yàn)條件，即應(yīng)滿足機(jī)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(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，必須使兩個(gè)限位孔的中線嚴(yán)格豎直，以減小摩擦阻力 (2)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,五、實(shí)驗(yàn)

3、改進(jìn) 物體下落過程中通過某一位置的速度可以用光電計(jì)時(shí)器測出來，利用這種裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，能消除紙帶與限位孔的摩擦阻力帶來的系統(tǒng)誤差；也可以把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器更換成電火花式計(jì)時(shí)器，以消除計(jì)時(shí)器的振針在打點(diǎn)時(shí)對(duì)紙帶產(chǎn)生的阻力；還可以把整個(gè)裝置放在一個(gè)真空的環(huán)境中，以消除由于空氣阻力作用而帶來的誤差,(2011年如皋統(tǒng)考)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，質(zhì)量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點(diǎn)如圖563所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為第一個(gè)點(diǎn)(速度恰好為零)，每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，選連續(xù)的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C作為測量的點(diǎn)，如圖所示，經(jīng)測量知

4、道A、B、C各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為50.50 cm、86.00 cm、130.50 cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭9.80 m/s2.,實(shí)驗(yàn)典例精析,根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可計(jì)算出打B點(diǎn)時(shí)的速度vB_m/s；重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，重力勢(shì)能減少了_J，動(dòng)能增加了_J根據(jù),圖563,所測量的數(shù)據(jù)，還可以求出物體實(shí)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(jì)算結(jié)果都要保留3位有效數(shù)字)，該阻力的來源主要有： (1)_； (2)_.,根據(jù)牛頓第二定律得：mgFfma 從A到B下落的過程中所受到的平均阻力為 Ffmgma1.009.80 N1

5、.009.00 N0.800 N 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 重物受到的空氣阻力 紙帶與限位孔之間的摩擦力,(2010年高考海南卷)利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖564甲所示：,圖564,(1)實(shí)驗(yàn)步驟： 將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平 用游標(biāo)卡尺測量擋光條的寬度l，結(jié)果如圖乙所示，由此讀出l_mm. 由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s_cm. 將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動(dòng)時(shí)，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2. 從數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖甲中未畫出)上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時(shí)間t1和t2.,用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m. (2)用表示直接測量量的字母寫出下列所求物理量的表達(dá)式： 滑塊通過光電門1和光電門2時(shí)瞬時(shí)速度分別為v1_和v2_.,當(dāng)滑塊通過光電門1和光電門2時(shí)，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動(dòng)能分別為Ek1_和Ek2_. 在滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢(shì)能的減少Ep_(重力加速度為g). (3)如果Ep_，則可認(rèn)為驗(yàn)