题目内容

【题目】根据学过的相关知识完成下列实验报告

实验目的:验证机械能守恒定律.

实验原理:

(1)在只有重力做功的自由落体运动中,物体的重力势能和动能互相转化,但总的机械能保持不变.若物体某时刻瞬时速度为v,下落高度为h,则重力势能的减少量为mgh,动能的增加量为,若_______________,则说明验证了机械能守恒定律.

(2)如上图所示,计算打第n个点速度的方法:测出_____,由公式vn_______算出.(所需物理量请用上图中所示符号表达)

实验器材

铁架台(含铁夹),打点计时器,学生电源,纸带,复写纸,导线,_____,重物(带纸带夹).

实验步骤

(1)安装置:按图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上,接好电路.

(2)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.__________,让重物带着纸带自由下落.更换纸带重复做3~5次实验.

(3)选纸带:分两种情况

A.用mvn2=mghn验证.

B.用mvB2mvA2=mgΔh验证.

以上两种选纸带的方案中_____(答案请填写“A”或者是“B”)方案需要要求纸带上打出的第1、2两点间的距离小于或接近2 mm。

数据处理

(1)测量计算

在起始点标上0,在以后各点依次标上1、2、3…,用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3….

计算出点1、点2、点3、…的瞬时速度v1、v2、v3….

(2)验证守恒

图象法:从纸带上选取多个点,测量从第一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_______为纵轴,以_________为横轴,根据实验数据绘出图线.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.

注意事项

速度不能用vn=gtn计算,用vn=gtn计算出的速度比实际值______.(请填写“偏大”或“偏小”)

【答案】 在误差允许范围内; mgh= xn和xn+1(或hn+1和hn-1 毫米刻度尺 先接通电源,再松开纸带 A h 偏大

【解析】1)在误差允许范围内,则机械能守恒;

2)根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻速度,则先测量,可得

3)实验中还需要刻度尺测量计数点间的距离

4)实验中为了得到更多的数据,应先接通电源,再释放纸带

(5)根据自由落体运动规律应有,选用点迹清晰,第1、2点间距离接近2mm的纸带,也就以利用起始点和第n点计算,所以方案是A.

(6)重物由静止开始下落距离h获得速度v,根据动能定理得,即以为纵轴,h为横轴根据实验数据绘出图线,

7由于阻力的影响,重物下落的实际加速度,故,重物下落的实际速度要比通过这个计算结果小,即用计算出的速度比实际值偏大

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