7.9《实验：验证机械能守恒定律》

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1、第七章：机械能守恒定律第9节：实验：验证机械能守恒定律孝义市实验中学校1.理解实验的设计思路,明确实验中需要直接测量的物理量。2.知道实验中选取测量点的有关要求,会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离,掌握测量物体运动的瞬时速度的方法。3.能正确进行实验操作,能够根据实验数据的分析得出实验结论。4.能定性地分析产生实验误差的原因,并会采用相应的措施减小实验误差。孝义市实验中学校首先让学生观看一段机械能守恒的视频，让学生对机械能守恒中动能与势能的相互转化有个深刻的体会，接着向学生抛出问题，怎么来验证

2、物体的机械能是否守恒，引导学生提出实验方案，最后分析实验中可能会出现的误差，并分析其出现的原因。可以利用刻度尺来量出物体下落的高度，得到物体势能的变化；利用打点计时器和纸带来计算物体动能的变化，最后，根据物体势能的变化与动能的变化来判断物体机械能是否守恒。孝义市实验中学校机械能守恒的各种情况孝义市实验中学校一、实验原理v自由落体重力势能减小动能增加小球在下落过程中，重力势能的减少量为ΔEp减，动能的增加量为ΔEk增，如果则证明小球下落过程中机械能守恒孝义市实验中学校二、实验方案hv下落起始点OA1.

3、以物体下落的起始点O为基准物体从O点下落到A点下落的高度为h，到达A点时的速度为v物体重力势能的减小量为：mgh物体动能的增加量为：验证mgh与是否相等孝义市实验中学校Δhv下落起始点OA2.以物体下落过程中某一点A基准物体从A点下落到B点下落的高度为Δh，在A点的速度为vA，在B点的速度为vB物体重力势能的减小量为：mgΔh物体动能的增加量为：B验证mgΔh是否相等于h和Δh的距离要大一些，以减小测量误差孝义市实验中学校该实验需要测量哪些物理量呢？可以用刻度尺直接量利用纸带和打点计时器来计算物体下

4、落的高度物体在某一位置的速度xACBtt孝义市实验中学校打点计时器、纸带、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、交流电源等夹子打点计时器纸带重物？铁架台三、实验器材孝义市实验中学校1.按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与电源连接好。2.把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近，纸带上端用夹子夹住。3.先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。4.重复几次，得到3～5条打好点的纸带。四、实验步骤孝义市实验中学校5.在打好点的纸带中挑

5、选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，后面任取相同时间间隔点依次标上1，2，3……，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……7.计算验证重物重力势能减少量和动能的增加量是否相等。Onhnhn+1hn-1n1n+16.应用公式孝义市实验中学校1.打点计时器安装时，必须使纸带和限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。4．选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。3.实验时，必须先接通电源，让打点计时器工作正常后再松开纸带让重锤下落。五、注意事项2.应该选择重量

6、大、体积下的重物，以减小空气阻力的影响。孝义市实验中学校六、误差分析因为有纸带与打点计时器的摩擦阻力、空气阻力等，要克服阻力做功，动能增加量总是稍小于重力势能减少量。Onhnhn+1hn-1n1n+1计算速度应用公式能不能用公式来计算呢？不能！不能！能不能用公式来计算呢？孝义市实验中学校1.某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.

7、8m/s2，若重锤质量为1kg。(1)打出B点时，重锤下落的速度vB=_______m/s，重锤的动能EkB=_______J。1.1750.6903孝义市实验中学校(2)从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为_______J。(3)根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是_______。0.6909机械能守恒孝义市实验中学校2.在验证机械能守恒定律时，如果以v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是，才能验证机械能守恒定律，

8、其斜率等于的数值。通过原点的直线hv2g孝义市实验中学校