驗證機械能守恒定律實驗

實驗：驗證機械能守恒定律2、實驗原理研究在自由落體運動中：？OABCD方案1：從起點開始計算方案2：從一般位置開始計算實驗器材實驗器材：打點計時器、紙帶、復寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺（帶鐵夾）、學生電源等。夾子打點計時器紙帶重物？鐵架臺思考題重物選取的原則是什么?為什么?

密度比較大，質(zhì)量相對比較大，可以減小因為空氣阻力帶來的誤差．

實驗中還有哪些應該注意的地方?計時器要穩(wěn)定在鐵架臺上，計時器平面與紙帶限位孔調(diào)整在豎直方向，鐵架臺放在桌邊，計時器距地面的距離大約是1m．這樣做的目的是什么?

計時器平面與紙帶限位孔在豎直方向上的目的是減小摩擦以減小實驗誤差的產(chǎn)生，鐵架臺放在桌邊有利于重物下落到地面上，計時器距地面的距離較大的目的是能夠有充足的時間使重物下落，以便在紙帶上能夠打出較多的點，有利于進行計算．1．把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導線將學生電源和打點計時器接好．2．把紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重錘?？吭诖螯c計時器附近．3．接通電源，待計時器打點穩(wěn)定后再松開紙帶，讓重錘自由下落，打點計時器應該在紙帶上打出一系列的點．

4．重復上一步的過程，打三到五條紙帶．

5．選擇一條點跡清晰且第l、2點間距離接近2mm的紙帶，在起始點標上0，以后各點依次為1、2、3……用刻度尺測量對應下落的高度h1\h2\h3，……記人表格中．實驗步驟6．用公式vn=(hn+1-hn-1)/2t，計算出各點的瞬時速度v1、v2、v3……并記錄在表格中．7．計算各點的重力勢能的減少量mgh。和動能的增加量，并進行比較．看是否相等，將數(shù)值填人表格內(nèi)．測量點n123456高度hn

/m速度vn

/m/s勢能EP

/J動能EK/J問題1本實驗要不要測量物體的質(zhì)量？mgh

=mv

212gh

=v

212無需測量物體的質(zhì)量如果實驗要求計算勢能和動能的具體數(shù)據(jù)，那就必須要知道物體的質(zhì)量。問題2紙帶上的第一個點為計時起點0（起始點的速度應該為零，即打點計時器在紙帶上打下第一個點時紙帶剛開始下落）。gh

=v

21212x

=

gt2

=

×9.8×0.022m

≈2×10-3m=

2

mm12h起始點對于實際獲得的紙帶，如何判定紙帶上的第一個點就是紙帶剛開始下落時打下的呢？紙帶上的頭兩個點間的距離應接近2mm。思考可以回避起始點（即處理紙帶時可以不用到起始點）我們可以選取A、B兩點，比較它們的機械能EA和EB。若以點B為0勢能點，則有：EKA＋mgΔh＝EKBΔhAB思考速度能不能用v=

2gh或v=

gt計算？這種方法認為加速度為g，由于各種摩擦阻力不可避免，所以實際加速度必將小于g，這樣將得到機械能增加的結(jié)論，有阻力作用機械能應該是減少的，故這種方法也不能用。這種方法是根據(jù)機械能守恒定律得到的，而我們的目的就是驗證機械能守恒定律，所以不能用。如何測量物體的瞬時速度?vB=vAC0hv

212圖象法處理數(shù)據(jù)gh

=v

212該圖象的斜率表示什么？為什么圖象通過原點？1.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中：(1)現(xiàn)有器材是：打點計時器；低壓電源；紙帶；帶夾子的重物；刻度尺；天平；導線；鐵架臺。其中該實驗不需要的器材是______。(2)實驗中，要從幾條打上點的紙帶中挑選第一、二兩點間的距離接近_____mm并且點跡清晰的紙帶進行測量。(3)某學生在實驗中器材安裝正確，操作規(guī)范，所用交流電的頻率為50Hz，但驗證結(jié)果是重物增加的動能稍小于它減少的重力勢能，其主要原因是_______________________________________。天平h=gt2/2=10×0.022/2=0.002m=2mm紙帶受到的摩擦和空氣阻力做負功3.在驗證機械能守恒定律時，將重物自由下落，紙帶記錄如圖所示．（計算結(jié)果取2位有效數(shù)字）T=0.02s圖中紙帶左端為與重物相連端，0點為重物靜止時所記錄的點，ABC三個記數(shù)點為打點計時之點，則重物下落hB距離時，其速度VB可用計算式VB=_________進行計算，根據(jù)圖示數(shù)據(jù)求出VB=__________m/s；重物重力勢能減少量為___________，動能增加量為__________________，兩者不完全相同的原因是__________________．實驗中需要的測量儀器是_____________________________．(