1、必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律第六講實驗六：驗證機械能守恒定律第六講實驗六：驗證機械能守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律1掌握實驗的原理、操作過程和本卷須掌握實驗的原理、操作過程和本卷須知知2會利用紙帶求物體的速度，從而計算物會利用紙帶求物體的速度，從而計算物體的動能，并用來驗證自在落體運動中機械體的動能，并用來驗證自在落體運動中機械能守恒能守恒必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒

2、定律機械能及其守恒定律鐵架臺鐵架臺(含鐵夾含鐵夾)、打點計時器、學生電源、打點計時器、學生電源、紙帶、復寫紙、導線、毫米刻度尺、重物紙帶、復寫紙、導線、毫米刻度尺、重物(帶帶紙帶夾紙帶夾)必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律1安安裝：如下圖，將檢查、調安安裝：如下圖，將檢查、調整好的打點計時器豎直固定在鐵整好的打點計時器豎直固定在鐵架臺上，接好電路架臺上，接好電路2打紙帶：將紙帶的一端用夾子打紙帶：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計時器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在接近打點計時器的地重物靜止在

3、接近打點計時器的地方先接通電源，待打點穩定后方先接通電源，待打點穩定后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自在松開紙帶，讓重物帶著紙帶自在下落下落改換紙帶反復做改換紙帶反復做35次實驗次實驗必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律1打點計時器要豎直：安裝打點計時器時要打點計時器要豎直：安裝打點計時器時要豎直架穩，使其兩限位孔在同一豎直平面內以豎直架穩，使其兩限位孔在同一豎直平面內以減少

4、摩擦阻力減少摩擦阻力2重物密度大：重物應選用質量大、體積小、重物密度大：重物應選用質量大、體積小、密度大的資料密度大的資料3一先一后：應先接通電源，讓打點計時器一先一后：應先接通電源，讓打點計時器正常任務后，再松開紙帶讓重物下落正常任務后，再松開紙帶讓重物下落必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律用閃光照片驗證機械能守恒用閃光照片驗證機械能守恒某同窗利用豎直上拋小球的頻閃照某同窗利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律頻閃儀每片驗證

5、機械能守恒定律頻閃儀每隔隔0.05 s閃光一次，圖中所標數據為閃光一次，圖中所標數據為實踐間隔，該同窗經過計算得到不實踐間隔，該同窗經過計算得到不同時辰的速度如下表同時辰的速度如下表(當地重力加速當地重力加速度取度取9.8 m/s2，小球質量，小球質量m0.2 kg，計算結果保管三位有效數字計算結果保管三位有效數字)：必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律時刻時刻t2t3t4t5速度速度/(m/s)4.994.483.98(1)由頻閃照片上的數據計算由頻閃照片上的數據計算t5時辰小球的速度時辰小球的速度v5_m/s；(2)從從t2到到t5時間內，重力勢能增量時間內，

6、重力勢能增量Ep_J，動能減少量，動能減少量Ek_J；(3)在誤差允許的范圍內，假設在誤差允許的范圍內，假設Ep與與Ek近似近似相等，從而驗證了機械能守恒定律由上述計相等，從而驗證了機械能守恒定律由上述計算得算得Ep_Ek(選填選填“、“或或“)，呵斥這種結果的主要緣由是，呵斥這種結果的主要緣由是_必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律答案：答案：(1)3.48(2)1.241.28(3)存在存在空氣阻力空氣阻力必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律用打點計時器進展驗證用打點計時器進展驗證某實驗小組在做某實驗小組在做“驗證機械能守恒定律實

7、驗中，提出驗證機械能守恒定律實驗中，提出了如下圖的甲、乙兩種方案：甲方案為用自在落體運了如下圖的甲、乙兩種方案：甲方案為用自在落體運動進展實驗，乙方案為用小車在斜面上下滑進展實動進展實驗，乙方案為用小車在斜面上下滑進展實驗驗(1)組內同窗對兩種方案進展了深組內同窗對兩種方案進展了深化的討論分析，最終確定了一個大化的討論分析，最終確定了一個大家以為誤差相對較小的方案，他以家以為誤差相對較小的方案，他以為該小組選擇的方案是為該小組選擇的方案是_，理由是理由是_必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律(2)假設該小組采用圖甲的安裝打出了一條紙帶如假設該小組采用圖甲的安裝打出

8、了一條紙帶如圖丙所示，相鄰兩點之間的時間間隔為圖丙所示，相鄰兩點之間的時間間隔為0.02 s，請，請根據紙帶計算出根據紙帶計算出B點的速度大小點的速度大小_m/s.(結結果保管三位有效數字果保管三位有效數字)(3)該小組內同窗根據紙帶算出了相應點的速度，該小組內同窗根據紙帶算出了相應點的速度，作出作出v2h圖線如下圖，請根據圖線計算出當地圖線如下圖，請根據圖線計算出當地的重力加速度的重力加速度g_m/s2.(結果保管兩位有結果保管兩位有效數字效數字)必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律答案：答案：(

9、1)圖甲；采用圖乙實驗時，由于圖甲；采用圖乙實驗時，由于小車與斜面間存在摩擦力的作用，且不能忽小車與斜面間存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小車在下滑的過程中機械能不守恒，略，所以小車在下滑的過程中機械能不守恒，故圖乙不能用于驗證機械能守恒故圖乙不能用于驗證機械能守恒(2)1.37(3)9.75必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律拓展創新實驗拓展創新實驗用光電門和氣墊導軌用光電門和氣墊導軌進展驗證進展驗證甲甲(2019海南卷海南卷14)現要經過實現要經過實驗驗證機械能守恒定律實驗驗驗證機械能守恒定律實驗安裝如圖甲所示：程度桌面上安裝如圖甲所示：程度桌面上固定一傾斜

10、的氣墊導軌；導軌固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上上A點處有一帶長方形遮光片點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質量為的滑塊，其總質量為M，左端，左端由跨過輕質光滑定滑輪的細繩由跨過輕質光滑定滑輪的細繩與一質量為與一質量為m的砝碼相連；遮的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導軌垂直；光片兩條長邊與導軌垂直；必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律導軌上的導軌上的B點有一光電門，可以丈量遮光片經過點有一光電門，可以丈量遮光片經過光電門時的擋光時間光電門時的擋光時間t.用用d表示表示A點到導軌底端點到導軌底端C點的間隔，點的間隔，h表示表示A與與C的高度差，的高度差，b表示遮光片表示遮光

11、片的寬度，的寬度，x表示表示A、B兩點間的間隔，將遮光片兩點間的間隔，將遮光片經過光電門的平均速度看作滑塊經過經過光電門的平均速度看作滑塊經過B點時的瞬點時的瞬時速度用時速度用g表示重力加速度完成以下填空和表示重力加速度完成以下填空和作圖：作圖：必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律(2)多次改動光電門的位置，每次均令滑塊自多次改動光電門的位置，每次均令滑塊自同一點同一點(A點點)下滑，丈量相應的下滑，丈量相應的x與與t值結果值結果如下表所示：如下表所示：12345x(m)0.600 0.800 1.000 1.200 1.400t(ms)8.227.176.445.855.431/t2(104s2)1.481.952.412.923.39必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律乙乙 必修必修2 2 第五章第五章 機械能及其守恒定