1、第七章,实验理论指导,典题案例导析,题型一,题型二,第9节,题型三,知能演练提升,一、实验目的通过自由落体运动验证机械能守恒定律。二、实验原理在自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总机械能守恒。方法1：若以重物下落的起始点O为基准，设重物的质量为m，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。,三、实验器材铁架台(带铁夹)，打点计时器，重物(带纸带夹子)，纸带数条，复写纸，导线，毫米刻度尺，学生电源(交流46 V)。,四、实验步骤1仪器安装按图791将检查、调整好的打点计 时器竖
2、直固定在铁架台上，接好电路。2打纸带和选纸带打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重 物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手 提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地 方。先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。更换纸带重复做35次实验。选纸带：分两种情况说明。,图791,六、注意事项(1)尽可能地控制实验条件，即应满足机械能守恒的条件，这就要求尽量减小各种阻力，采取的措施有：安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线竖直，以减小摩擦阻力。应选用质量和密度较大的重物，以减小空气阻力的影响。(2)应先接通电源让打点计时器开始打点，再放开纸带让重物下落。,七、误差分析(1)测量长度会带来偶然误差。减
3、小偶然误差的办法：测距离都应从O点测起；多次测量取平均值；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： 在验证机械能守恒定律的实验中。 (1)从下列器材中选出实验所必须的，其编号为_。 A打点计时器(包括纸带)； B重物； C天平； D毫米刻度尺； E秒表； F小车。,(2)打点计时器的安装放置要求为_；开始打点计时的时候，应先_，然后_ _
4、。(3)实验中产生系统误差的原因主要是_ _，使重物获得的动能往往_。为减小误差，悬挂在纸带下的重物应选择_。,(2)两限位孔必须在同一竖直线上 给打点计时器通电 释放纸带(3)纸带通过打点计时器时有摩擦阻力 小于所减小的重力势能 密度大一些的(4)一条通过坐标原点的倾斜直线 重力加速度,答案 (1)ABD,例2 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为9.80 m/s2，测得所用重物的质量为1.0 kg。甲、乙、丙三个学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18 cm、0.18 cm和0.25 cm，可看出其
5、中肯定有一个学生在操作上出现了问题，出现的问题是_ _。,若按实验要求正确地选出纸带如图792所示(相邻计数点的时间间隔为0.02 s)，那么：(1)纸带的_端与重物相连(填“左”或“右”)；(2)打点计时器打下计数点B时，重物的速度vB_；(3)从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量Ep_，此过程中重物动能的增加量Ek_；,图792,(4)通过计算，数值上Ep_Ek(填“”、“”或“”)，这是因为_ _。(5)实验的结论是_。(6)若实验中所用电源的频率f50 Hz，实验结果将会受到什么影响？,例3(2011海南高考)现要通过实 验验证机械能守恒定律。实验装置如 图793所示：水
6、平桌面上固定一倾 斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长 方形遮光片的滑块，其总质量为M，左 端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；,图793,以s为横坐标， 为纵坐标，在图794中的坐标纸上描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k_104m1s2(保留3位有效数字)。,图794,(2)描点作直线(略)， 由图可得斜率k2.40104 m1s2， 由数学知只可得k012.47104 m1s2、 k022.44104 m1s2、 k032.41104 m1s2、 k042.43104 m1s2、 k052.42104 m1s2，,
