驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律2、實(shí)驗(yàn)原理研究在自由落體運(yùn)動中：？OABCD方案1：從起點(diǎn)開始計算方案2：從一般位置開始計算實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材：打點(diǎn)計時器、紙帶、復(fù)寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺（帶鐵夾）、學(xué)生電源等。夾子打點(diǎn)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?yàn)榭諝庾枇淼恼`差．

實(shí)驗(yàn)中還有哪些應(yīng)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)，有利于進(jìn)行計算．1．把打點(diǎn)計時器安裝在鐵架臺上，用導(dǎo)線將學(xué)生電源和打點(diǎn)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(diǎn)計時器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重錘?？吭诖螯c(diǎn)計時器附近．3．接通電源，待計時器打點(diǎn)穩(wěn)定后再松開紙帶，讓重錘自由下落，打點(diǎn)計時器應(yīng)該在紙帶上打出一系列的點(diǎn)．

4．重復(fù)上一步的過程，打三到五條紙帶．

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

/m速度vn

/m/s勢能EP

/J動能EK/J問題1本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)為計時起點(diǎn)0（起始點(diǎn)的速度應(yīng)該為零，即打點(diǎn)計時器在紙帶上打下第一個點(diǎn)時紙帶剛開始下落）。gh=v

21212x

=

gt2

=×9.8×0.022m≈2×10-3m=

2

mm12h起始點(diǎn)對于實(shí)際獲得的紙帶，如何判定紙帶上的第一個點(diǎn)就是紙帶剛開始下落時打下的呢？紙帶上的頭兩個點(diǎn)間的距離應(yīng)接近2mm。思考可以回避起始點(diǎn)（即處理紙帶時可以不用到起始點(diǎn)）我們可以選取A、B兩點(diǎn)，比較它們的機(jī)械能EA和EB。若以點(diǎn)B為0勢能點(diǎn)，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(rèn)為加速度為g，由于各種摩擦阻力不可避免，所以實(shí)際加速度必將小于g，這樣將得到機(jī)械能增加的結(jié)論，有阻力作用機(jī)械能應(yīng)該是減少的，故這種方法也不能用。這種方法是根據(jù)機(jī)械能守恒定律得到的，而我們的目的就是驗(yàn)證機(jī)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(diǎn)？1.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：(1)現(xiàn)有器材是：打點(diǎn)計時器；低壓電源；紙帶；帶夾子的重物；刻度尺；天平；導(dǎo)線；鐵架臺。其中該實(shí)驗(yàn)不需要的器材是______。(2)實(shí)驗(yàn)中，要從幾條打上點(diǎn)的紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近_____mm并且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測量。(3)某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中器材安裝正確，操作規(guī)范，所用交流電的頻率為50Hz，但驗(yàn)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(fù)功2.為了驗(yàn)證物體在自由下落過程中機(jī)械能是守恒的，將m=0.5kg的重物系上一紙帶，并將紙帶穿過打點(diǎn)計時器，當(dāng)重物自由下落時，得到如圖所示的記錄紙帶，已知打點(diǎn)周期T=0.02s（設(shè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.9m/s2）①計算打A、B兩點(diǎn)時重物下落的速率VA=_________________，VB=_____________．②以A、B兩點(diǎn)為例，驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒?△Ek=_____________，mgh=_______________．結(jié)論_____________________________．1.5m/s2.1m/s0.54J0.53J在誤差允許范圍內(nèi)機(jī)械能守恒．3.在驗(yàn)證機(jī)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(diǎn)為重物靜止時所記錄的點(diǎn)，ABC三個記數(shù)點(diǎn)為打點(diǎn)計時之點(diǎn)，則重物下落hB距離時，其速度VB可用計算式VB=_________進(jìn)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________