(1)在驗證機械能守恒定律的實驗中,需要驗證動能的增加量和重力勢能減小量是否相等,質量可以約掉,因此質量可以不測,所以沒必要用天平測量出重錘的質量.打點計時器應接交流電源,不能接直流電源.故不必要的步驟是A,操作不恰當的步驟是C.
(2)根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:
s4-s1=3a1T2
s5-s2=3a2T2
s6-s3=3a3T2
為了更加準確的求解加速度,我們對三個加速度取平均值,有:
a=
a1+a2+a3
3 =
(s4+s5+s6)?(s1+s2+s3)
9T2 ,
代入數據解得:a=9.58m/s2.
(3)不合理.由于阻力的存在,第(2)問中求得的結果不是當地的重力加速度,不能用它來計算重力勢能的改變量
故答案為:(1)A,C;(2)9.58;(3)不合理.由于阻力的存在,第(2)問中求得的結果不是當地的重力加速度,不能用它來計算重力勢能的改變量.
實驗目的
學會用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗方法和技能。
實驗器材
打點計時器、紙帶、復寫紙、低壓電源、重物(附紙帶夾子)、刻度尺、鐵架臺(附夾子)、導線。
實驗原理
只有重力做功的自由落體運動遵守機械能守恒定律,即重力勢能的減少量等于動能的增加量。利用打點計時器在紙帶上記錄下物體自由下落的高度,計算出瞬時速度,即可驗證物體重力勢能的減少量與物體動能的增加量相等。
實驗步驟
1.將打點計時器固定在支架上,并用導線將打點計時器接在交流電源上。
2.將紙帶穿過打點計時器,紙帶下端用夾子與重物相連,手提紙帶使重物靜止在靠近打點計時器的地方。
3.接通電源,松開紙帶,讓重物自由下落,打點計時器就在紙帶上打下一系列小點;重復實驗幾次,從幾條打上點的紙帶中挑選第一、二兩點間的距離接近2mm,且點跡清晰的紙帶進行測量。
4.記下第一個點的位置O,在紙帶上選取方便的個連續點1,2,3,4,5,用刻度尺測出對應的下落高度h1,h2,...;用公式計算各點對應的瞬時速度;計算各點對應的勢能減少量和動能增加量,進行比較。
注意事項
1.安裝打點計時器時,兩紙帶限位孔必須在同一豎直線上,以減少摩擦阻力。
2.實驗時,必須先接通電源,讓打點計時器工作正常后才能松開紙帶讓重錘下落。
3.紙帶上端最好不要懸空提著,而要用手按在墻上,這樣可保證下落的初速度為零,并且紙帶上打出的第一個點是清晰的一個小點。
4.測量下落高度時,都必須從起點算起,不能搞錯。為了減小測量值的相對誤差,選取的各個計數點要離起始點遠些,紙帶也不宜過長,約40cm即可;實際上重物和紙帶下落過程中要克服阻力(主要是打點計時器的阻力)做功,所以動能的增加量必定稍小于勢能的減少量。
5.因不需要知道動能的具體數值,所以不需要測出重物的質量m。
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