高中物理 第七章 机械能守恒定律 第九节 实验:验证机械能守恒定律课堂探究学案 新人教版必修2
5页1、第九节 实验:验证机械能守恒定律课堂探究探究一 实验注意事项1先接通电源打点,后释放纸带。2选取纸带:(1)选择开始的一段时,要验证的是mvmghn,必须保证纸带上的第一点为重物静止释放时打的点,所以前两个点的间距为hgt210(0.02)2 m2 mm。(2)选择运动中的一段时,要验证的是mvmvmghmn,这时选择纸带不需要满足前两点间距为2 mm。3计算速度时不能用vgt或v,否则就犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误。4测量下落高度时,为减小实验误差,后边的点应距起点O较远,在测量各点到O点的距离时,应当用刻度尺从O点量起,一次性读出各点到O点的距离。探究二 数据处理1求瞬时速度由公式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、v32守恒验证方法一:利用起始点。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,ghnv,则机械能守恒定律得到验证。方法二:任取两点。(1)任取两点A、B,测出hAB,求出ghAB。(2)求出A、B两点的瞬时速度,求出vv的值。(3)如果在实验误差允许的范围内,ghABvv,则机械能守恒定律得到验证
2、。方法三:图象法。从纸带上选取多个点,测量从第一个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-h图线。若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律。探究三 误差分析1测量长度会带来偶然误差。减小偶然误差的办法:(1)测距离都应从O点测起;(2)多次测量取平均值;(3)选取的计数点应尽可能离O点远些,以减小相对误差。2重物在拖着纸带下落的过程中必然受到阻力作用,主要是打点计时器与纸带间的摩擦力以及空气的阻力。克服这些阻力做功要消耗能量,所以重物动能的增加量Ek必定小于重力势能的减少量Ep。这是实验设计上带来的系统误差。3打点计时器周期变化带来误差。【例1】 (实验原理及过程的理解)在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用天平称出重物和夹子的质量。B固定好打点计时器,将连着重物的纸带穿过限位孔,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O,在距离O点较近处选择连续几个计数点
3、(或计时点),并计算出各点的速度值。E测出各点到O点的距离,即得到重物下落的高度。F计算出mghn和mv,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_,_,_,_。点拨:对于物理实验,掌握实验原理和操作方法是最基本的要求。只有掌握了实验原理,才能判断出实验步骤中哪些是错误的,哪些是必要的;只有亲自动手进行认真的操作,才能正确地对实验步骤按序排列。解析:本实验的目的是要验证机械能守恒定律,即比较重物在下落过程中重力势能的减少量Ep与动能的增加量Ek是否相等,如果操作不当或错误,就会增大重物和纸带所受阻力,导致机械能损耗过大,无法达到实验目的。为了保证实验成功和减少机械能损耗,在实验操作时应遵照注意事项,因此本题可对照实验注意事项和围绕减小误差方面进行考虑。因本实验是通过比较重力势能的减少量Ep是否等于动能的增加量Ek来验证机械能守恒的,不需要知道动能的具体数值,因而不需要测出重物和夹子的质量,故步骤A是多余的。有错误或不妥的步骤是B、C、D、F。原因和更正办法分别是:B中“让手尽量靠近”应改为“让重物尽量靠近打点计时器”,因打点计时
《高中物理 第七章 机械能守恒定律 第九节 实验:验证机械能守恒定律课堂探究学案 新人教版必修2》由会员F****n分享,可在线阅读,更多相关《高中物理 第七章 机械能守恒定律 第九节 实验:验证机械能守恒定律课堂探究学案 新人教版必修2》请在金锄头文库上搜索。
2024-04-17 5页
2024-04-17 10页
2024-04-17 7页
2024-04-17 7页
2024-04-17 5页
2024-04-17 7页
2024-04-17 6页
2024-04-17 6页
2024-04-17 6页
2024-04-17 5页