2018-2019学年人教版必修二 第七章 7.12验证机械能守恒定律实验难点剖析 学案
2018-2019学年人教版必修二 第七章 7.12验证机械能守恒定律实验难点剖析 学案第3页

  A. 按实验要求安装好实验装置;

  B. 使重物靠近打点计时器,接着先________,后________,打点计时器在纸带上打下一系列的点;

  C. 下图为一条符合实验要求的纸带,O点为打点计时器打下的第一点。分别测出若干连续点A、B、C......与O点之间的距离h1、h2、h3......

  (2)已知打点计时器的打点周期为T,重物质量为m,重力加速度为g,结合实验中所测得的h1、h2、h3,可得重物下落到B点时的速度大小为______,纸带从O点下落到B点的过程中,重物增加的动能为______,减少的重力势能为______。

  (3)取打下O点时重物的重力势能为零,计算出该重物下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep,建立坐标系,横轴表示h,纵轴表示Ek和Ep,根据以上数据在下图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ。已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94 J/m,请计算图线Ⅱ的斜率k2=________ J/m(保留3位有效数字)。重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为________(用k1和k2表示)。

  (4)通过对k1和k2的比较分析,可得到的结论是(只要求写出一条):______________

________________________________。

  思路分析(1)依照实验步骤,应该先接通打点计时器的电源,然后再释放纸带;

  (2)计算B点时的瞬时速度,可以用中间时刻速度法,即。从O点到B点,动能的增加量,代入数据可得动能的增加量为;重力势能的减少量为mgh2;

  (3)对图线Ⅰ:Ep=-mgh,即k1=mg,对图线Ⅱ:Ek=(mg-Ff)h,即k2=mg-Ff,所以Ff=k1-k2,

  (4)对比两图线的斜率k1与k2可看出k2小于k1,即动能的增加量小于重力势能的减少量。这是因为在实验过程中,纸带与打点计时器之间存在摩擦力,这些都会产生实验误差。

答案:(1)接通电源 放开纸带 (2)  mgh2 (3)2.80(2.73~2.87均可) (k1用mg表示也可) (4)k2小于k1,动能的增加量小于重力势