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1、第9節(jié),驗證機械能守恒定律,想想用什么方法做實驗。使用自由落體運動驗證機械能守恒定律,在機械能守恒定律衍生牙齒實驗中,某些表達式在圖1中質(zhì)量為m的物體從o點自由下落,落到失重勢能面。下落過程中任意兩點a和b的機械能:EA=,EB=,如果忽略空氣阻力,物體下落過程中可以保存機械能,所以EA,等式表明物體重力勢能的減少等于動能的增加。為了方便起見,可以直接研究從下落的O點到任意點(圖1中的A點)。在牙齒實驗中要驗證的表達式,在表達式中,H是物體從O點到A點的高度,vA是物體從A點到A點的瞬時速度。1,實驗方案,(1)測量物體的速度,(2),經(jīng)過驗證的表達式,問題發(fā)散,(1)電磁打點計時器等,可以測
2、量物體的瞬時速度。(2)如何具體測量速度?1,測量物體運動速度的方案,實驗戰(zhàn)略分析,(1)在本實驗中,我們采用了打點計時器測量速度。計時器打點我們比較熟悉,實驗操作也比較簡單。(2)測量速度的方法:2,測量物體的速度,求出瞬時速度vA如果在一定時間內(nèi)T內(nèi)的平均速度等于該時間中間瞬間的瞬時速度,就可以求出A點的瞬時速度vA。t=20.02 s(圖紙帶的兩個相鄰點之間顯示的時間均為0.02 s)獲取每個線段的平均速度。這些平均速度等于1,2,3,對應(yīng)于每個點的瞬時速度v1,v2,v3。例如,測量02點之間的距離S1是點1的瞬時速度v1。可以按順序推斷點2,3的瞬時速度v2,v3。(1)mv2/2=
3、在mgh中推出v2/2=gh,這樣就無需測量重物體的質(zhì)量。(2)圖2中的h1、H2和H3分別是磁帶從O點下落的高度。根據(jù)上述數(shù)值計算任意點的重力勢能和動能值,可以驗證機械能守恒定律。3,驗證,2,實驗裝置,3,實驗儀器,火花計時器重物(300g3g)和紙帶。學(xué)生電源鐵架,夾子。想一想為了提高實驗的準(zhǔn)確性,應(yīng)該從哪些方面考慮。4,實驗注意事項,事故指導(dǎo),1,操作方面:阻力減少,2,設(shè)備選擇方面:減少相對誤差,3,數(shù)據(jù)處理方面:減少相對誤差,詳細(xì)考慮,1,操作方面:(1)打點計時器穩(wěn)定,詳細(xì)考慮,2,選擇設(shè)備:(1)錘應(yīng)選擇相對較重,約300g3g。(2)為減少測量高度的相對誤差而選擇的測量點距離第一個測量點很遠(yuǎn)。詳細(xì)注意事項,2,錯誤分析:(1)在磁帶和計時器之間的摩擦中。因此,計時器平面必須垂直,膠帶必須與計時器平面平行,并使用火花計時器(EDM)。(3)選擇計數(shù)點時,相鄰計數(shù)點之間的距離應(yīng)盡可能多地拉,以減少獲得的速度誤差。(2)由交流電的頻率不穩(wěn)定導(dǎo)致的錯誤。指導(dǎo)思想,1,從紙帶中選擇兩點,比較牙齒兩點的動能和勢能總數(shù),驗證機械能保存時避免起點。2,處理紙帶時,時間間隔不要太長。這可能會導(dǎo)致打印的紙帶中的點數(shù)不足。3、學(xué)生完成實驗報告后,要求學(xué)生進行徐璐醫(yī)生溝通和評價,提高學(xué)生實驗?zāi)芰Α?,幾茄子可行的思考,1,完
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