实验目的验证机械能守恒定律实验原理只有重力做

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1、一、实验目的验证机械能守恒定律二、实验原理只有重力做功的自由落体运动遵守机械能守恒定律，即重力势能的减少量等于动能的增加量.若知道某一时刻物体自由下落的高度h，该时刻对应的瞬时速度v，则可以计算出物体重力势能的减少量mgh与物体动能的增加量　　，若两者在误差范围内相等，则验证了机械能守恒定律.三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、低压电源、重锤(附纸带夹子)、刻度尺、铁架台(附夹子)、导线.四、实验步骤1.如图5-6-1将打点计时器竖直固定在铁架台上，将纸带固定在重物上，纸带的另一端穿过打点计时器的限位孔.2.

2、手提纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方，然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，在纸带上打下一系列小点.图5-6-13.重复实验几次，从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的纸带进行测量.4.记下纸带上第一个点的位置O，并在纸带上从任意点开始选取n个连续点1、2、3…用刻度尺测出O到各点的距离h1、h2、h3…用公式mghn计算相应减少的重力势能.5.用公式　　　　　　计算n点对应的瞬时速度，并计算出对应的动能.6.比较mghn和在误差范围内是否相等.五、注意事项1.安装打点计时器

3、时，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减小纸带与限位孔的摩擦力.2.实验时，必须先接通电源，让打点计时器工作正常后才能松开纸带让重锤下落.3.选用密度较大的物体做重锤，以相对减小空气阻力的影响，实验中无需测出重锤的质量m，但在验证式中可保留m，如实验要求计算势能和动能的具体数值就需要测量质量m.4.测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能搞错.为了减小测h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远些.5.挑选纸带时，应选择第一、第二点间的间距接近2mm的纸带，这样可以基本确定v0=0，因为六、数据处理和误差分析

4、(1)本实验中因重物和纸带在下落的过程中要克服阻力做功，故动能的增加量ΔEk一定稍小于重力势能的减少量，这是不可避免的，属系统误差，可通过调整器材的安装减小阻力以减小误差.(2)本实验的另一个误差来源于长度的测定，属偶然误差，可以通过多次测量取平均值来减小误差.【特别提示1】计算某点的瞬时速度，不是使用vt=gt计算，而是根据求解.主题(1)验证机械能守恒定律的常规实验方法(1)为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台、打点计时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电流、导线、电键、天平，其中不

5、必要的器材是，缺少的器材是.低压交流电源、刻度尺、重锤秒表、低压直流电源和天平(2)实验步骤有：A.把打点计时器固定在铁架台上，并用导线将打点计时器接在低压交流电源上；B.将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提着纸带，让手尽量靠近打点计时器；C.松开纸带、接通电源；D.更换纸带，重复几次，选用点迹清晰且第1、2两点间距为2mm的纸带；E.用天平称出物体的质量，利用验证机械能守恒定律.在上述实验步骤中错误的是．和，多余的是.机械能守恒定律的实验过程本题主要是考查该实验的实验过程，只要熟悉该实验的过程，是不难选择的.E

6、B、C打点计时器有电火花和电磁式两种，电火花打点计时器使用220V的交流电，电磁式的使用4～6V的低压交流电源.本题第(1)题中并没有说明使用的是电火花还是电磁式的打点计时器，那应该选择哪一种电源呢？题干中给出的器材中有“复写纸”，说明使用的是电磁式的打点计时器，所以电源选择“低压交流电源”，若题干中的器材不是“复写纸”而是“墨粉盘”，就应该选择220V的交流电源.(1)在验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图5-6-2所示，纸带上相邻计数两点的时间间隔为0.02

7、s，长度单位：cm，当地的重力加速度g=9.80m/s2.那么从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量为ΔEp=J，物体动能的增加量ΔEk=J.(均取两位有效数字)图5-6-2验证机械能守恒定律，有效数字，误差分析(2)实验发现，ΔEp和ΔEk并不完全相等,总是小一些，其原因是.(1)据测量的数据，重物从O到B的下落高度h==0.0480m.计算相应过程的动能增加量，应先计算出B点的瞬时速度vB，由图可知(2)动能的增加量DEk的数值总是会比重力势能的减少量DEp小一些，因为实验中总是存在阻力的．有些同

8、学计算出重力势能的减少量为0.47J，就认为“动能增大量”也一定等于0.47J，理由是“根据机械能守恒定律得到的”.其错误的原因是把要“验证”的定律当结论来用了.本实验的目的就是要验证机械能守恒定律，所以万万不可认为动能增大量就一定等于势能减少量.求动能的增加量应计算出相应点的瞬时速度再去求动能.某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时，不慎将一条选择好的纸带的前面部分损坏了，他测出剩