7.9實(shí)驗(yàn)報(bào)告：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 。二、實(shí)驗(yàn)原理：1、機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容是： 。 在本實(shí)驗(yàn)中，選擇物體作自由落體運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒的理由是： 。2、如圖所示為實(shí)驗(yàn)裝置圖，借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶（如下圖所示），可以測(cè)出物體自由下落的 和 。打第n個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度等于以該時(shí)刻為中間時(shí)刻的某一段時(shí)間內(nèi)的平均速度。即vn=3、在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變?nèi)粑矬w某時(shí)刻瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則重力勢(shì)能的減少量為mgh，動(dòng)能的增加量為mv2，看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，若相等則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律0123n-1nn+1=S1S2S3SnSn+1hn-1hn+1三、實(shí)驗(yàn)器材：四 、實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理1按上圖裝配器材，接好電路2打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落。更換紙帶重復(fù)做35次實(shí)驗(yàn)3選紙帶：分兩種情況說明用驗(yàn)證 這是以紙帶上第一點(diǎn)（起始點(diǎn)）為基準(zhǔn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的方法。由于第一點(diǎn)應(yīng)是重物做自由落體運(yùn)動(dòng)開始下落的點(diǎn)，所以應(yīng)選取點(diǎn)跡清晰且第1、2兩點(diǎn)間的距離接近2mm的紙帶。用驗(yàn)證 這是回避起始點(diǎn)的人為不確定性，在紙帶上選擇后面清晰的任兩點(diǎn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的方法。由于重力勢(shì)能的相對(duì)性，處理紙帶時(shí)選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)A為基準(zhǔn)點(diǎn)，只要計(jì)算出到后面任一點(diǎn)B過程中的勢(shì)能減少量和動(dòng)能增量就可以了。這樣，紙帶上打出起始點(diǎn)0后的第一個(gè)0.02s內(nèi)的位移是否接近2mm，以及第一個(gè)點(diǎn)是否清晰也就無關(guān)緊要了。 本次實(shí)驗(yàn)我們采用第二種方案。4數(shù)據(jù)記錄和處理：(富陽地區(qū)重力加速度為：9.793m/s2) 第二種方法（取清晰區(qū)域A點(diǎn)，其后再取若干點(diǎn)B1、B2、B3、B4、B5）各個(gè)點(diǎn)AB1B2 B3B4B5下落的高度hn/m/瞬時(shí)速度vn/ms-1/勢(shì)能減少量mghn/動(dòng)能增加量/結(jié)論五 、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和簡(jiǎn)要誤差分析：1、組裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)要注意什么問題？2、從減少無誤差的角度看，應(yīng)該選擇什么樣的物體自由落體運(yùn)動(dòng)？4、實(shí)驗(yàn)時(shí)，手通過紙帶提著重物釋放，此操作有何要求？3、高度的測(cè)量要注意什么問題？4、如何計(jì)算瞬時(shí)速度？（、vn=哪種方法是正確的？）5、你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差和系統(tǒng)誤差主要來源于哪些方面？六、課后練習(xí)1在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，下列物理量中要用工具測(cè)量和通過計(jì)算得到的有()A重錘的質(zhì)量B重力加速度C重錘下落的高度D與重錘下落高度對(duì)應(yīng)的重錘瞬時(shí)速度2在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中(1)實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是_(2)供選擇的重物有以下四個(gè)應(yīng)選擇()A質(zhì)量為200g的鉤碼B質(zhì)量為10g的砝碼C質(zhì)量為200g的木球D質(zhì)量為10g的塑料球(3)給電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器提供的電源如下，應(yīng)選擇()A4節(jié)干電池B3節(jié)蓄電池C學(xué)生電源4V6V，交流輸出D學(xué)生電源4V6V，直流輸出3在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中（1）從下列器材中選出實(shí)驗(yàn)所必須的，其編號(hào)為_.A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（包括紙帶）； B.重物； C.天平；D.毫米刻度尺； E.秒表； F.運(yùn)動(dòng)小車.（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝放置要求為 ；開始打點(diǎn)計(jì)時(shí)的時(shí)候，應(yīng)先 ，然后_.（3）實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要是 ，使重物獲得的動(dòng)能往往_。為減小誤差，懸掛在紙帶下的重物應(yīng)選擇_.（4）如果以v2/2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的(v2/2)-h圖線是_ ，該線的斜率等于_.（5）釋放紙帶前的瞬間，重錘和手的位置合理的是 （填“甲”、“乙”或“丙”）4用落體法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)紙帶算出相關(guān)的速度v，量出下落距離h，則以為縱軸，以h為橫軸，畫出的圖象應(yīng)是下圖中的哪一個(gè)？其斜率又表示什么？紅外線金屬球發(fā)射器接收器h時(shí)間顯示器5在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)利用傳感器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：如圖所示，將質(zhì)量為m、直徑為d的金屬小球在一定高度h由靜止釋放，小球正下方固定一臺(tái)紅外線計(jì)時(shí)器，能自動(dòng)記錄小球擋住紅外線的時(shí)間t，改變小球下落高度h，進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。此方案驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律方便快捷。（1） 在處理數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算小球下落h高度時(shí)速度v的表達(dá)式為 ；（2） 為直觀判斷小球下落過程中機(jī)械能是否守恒，應(yīng)作下列哪一個(gè)圖象？ ；Ah-t圖象 Bh-圖象 Ch-t圖象 Dh-圖象6在利用電火花計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，如果紙帶上前面幾點(diǎn)比較密集，不夠清晰，可舍去前面比較密集的點(diǎn)，在后面取一段打點(diǎn)較為清晰的紙帶，同樣可以驗(yàn)證。如圖所示，取O點(diǎn)為起始點(diǎn)，各點(diǎn)的間距已量出并標(biāo)在紙帶上，所用交流電的頻率為50Hz，若重錘的質(zhì)量為m，g=9.80m/s2。當(dāng)計(jì)時(shí)器打A點(diǎn)時(shí)重錘下落的速度是 m/s；這時(shí)它的動(dòng)能是_J。 當(dāng)計(jì)時(shí)器打F點(diǎn)時(shí)重錘下落的速度是 m/s；這時(shí)它的動(dòng)能是