实验：验证机械能守恒定律2

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1、实验：验证机械能守恒定律1．实验原理(1)在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒，利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度h可计算出瞬时速度V，从而验证物体在自由下落过程中，重力势能的减少量mgh与物体动能的增加量相等．(2)测定第n点的瞬时速度的方法是物体做匀变速直线运动，在某时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．即测出n点的相邻的前、后两段相等时间T内下落的距离Sn和Sn+1，由公式或由算出．(如下图)注意事项(1)实验中打点计时器的安装，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦阻力．(2)实验时，必须先接通电源，让打点计时器工作正

2、常后才松开纸带让重锤下落．(3)打点计时器必须接50HZ交流低压电源．(4)手提纸带上端时，注意不要晃动，可使手臂靠在某处，保证重锤下落的初速度为零，并且纸带上打出的第一个点是清晰的一个小点．(5)为减小测量h值的相对误差，选取的各个记数点要离起始点远些．纸带也不宜过长，约40cm即可．(6)选取的纸带一定要第1、2两点间的距离接近2mm并且点迹清晰．因为打点计时器每隔O．02s打一次点，自由落体运动在最初0.02s内下落的距离×9．8×0．022m＝0．002m＝2mm，所以，纸带第1、2两点间的距离接近2mm，意味着纸带是在打第1个点的瞬间开始下落．例1(1)从下列器材中选出实验所必

3、须的，其编号为。A、打点计时器(包括纸带)；B、重锤；C、天平；D、毫米刻度尺；E、秒表；F、运动小车(2)打点计时器的安装放置要求为；开始打点计时的时候，应先，然后．(3)计算时对所选用的纸带要求是．(4)实验中产生系统误差的原因主要是，使重锤获得的动能往往。为减小误差．悬挂在纸带下的重锤应选择。(5)如果以V2／2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的V2/2---h图线是，该线的斜率等于．在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50HZ，查得当地的重力加速度g=9．80m/s2，测得所用的重物的质量为1．00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，如下图所示，把

4、第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62．99cm、70．18cm、77．76cm、85．73cm根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量为___J，动能的增加量等于___J(取三位有效数字)．利用如下图所示的装置做验证机械能守恒定律的实验，按正确的实验操作得到几条打上点迹的纸带，通常要求从其中挑选头两点(即0、1两点)间的距离接近2mm的纸带进行测量．但一位同学并未按此要求，却选取了一条操作正确、点迹清楚、但头两点(0与1点)间的距离明显小于2mm的纸带进行标点(标出0、1、2、3……等实际点迹)、测

5、量(测出各点与0点的高度差hI、h2、h3，……)，见下图(b)．那么能否用它正确计算以比较点n位置处的动能与重力势能的对应关系(n=2、3、4……)，即能否验证mVn2=mghn_________，理由是____，列出点n处瞬时速度的计算式(应用从纸带上读取的数据)Vn=________cm／s．