《验证机械能守恒定律》

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1、《验证机械能守恒定律》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力及计算出瞬时速度r,求出物体在自由下落过程中，重力势能的减少量△②=mgh与物体动能的增加量/1圧=（1/2）〃/看4伤和△底•是否相等，从而验证机械能守恒定律.测定某点的瞬时速度的方法是：物体做匀变速直线运动，在某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度.三、实验器材铁架台（带铁夹）、打点计吋器、重锤（带纸带夹子）、纸带、复写纸、刻度尺、低压交流电源.

2、四、实验步骤1.按图所示装置竖直架稳打点计时器，并用导线将打点计时器接在4〜6V交流电源上.2.将纸带用小夹子固定在重锤上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重锤静止在靠近打点计时器的地方.3.接通电源，松开纸带，让重锤自由下落，计时器就在纸带上打下一系列4.换几条纸带，重做上面的实验.5.在取下的纸带屮挑选第一、二两点间距离接近2mm且点迹清楚的纸带进行测量.先记下第一点0的位置，再任意取五个点1、2、3、4、…，用刻度尺测出距0点的相应距离力】、怡、九、厶、….6.用公式林=吐匚严计算出各点对应的瞬时速度旳、哄旳、….7.计算各点对应的重力势

3、能减少fimghn和动能增加諾賦,进行比较.五、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常后才松开纸带让重锤下落.3.打点计时器应接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.为减小测量值力的相对谋差，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.选収的纸带一定要笫1、2两点I'可的距离接近2伽并且点迹清晰.因为打点计时器每隔0.02

4、s打一次点，自由落体运动在最初0.02s内下落的距离^

5、x9.8X0.022m=l.96m^2mm.所以，纸带第1、2两点问的距离接近2imn,意味着纸带是在打第1个点的瞬I'可开始下落.六、误差分析1.由于测量长度带來的误差属偶然误差，减小办法：一是测距离时都应从0点量起；二是多测几次取平均值.2.实际上重锤和纸带在下落过程屮要克服阻力（主要是打点计时器的阻力）做功，故动能的增加量4$必定稍小于势能的减少量4②，这属于系统误差.试题精选K用如图所示的实验装置验证机械能守恒沱律.实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤

6、从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即对验证机械能守恒定律.(1)下而列举了该实验的儿个操作步骤：A.按照图示的装置安装器件；B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C.用天平测出重锤的质量；D.先接通电源，后释放纸带，打岀一条纸带；F.测量纸带上某些点间的距离；F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.其中没有必要进行的步骤是,操作不当的步骤是•(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度白的数值•根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点月、B、aD、伐测出各点之间的距离

7、如图所示.使用交流电的频率为元则计算重锤下落的加速度的表达式日=•(用區、X2X私乂及f表示)(3)在验证机械能守恒定律的实验屮发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤和纸带下落过程小存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小•若C知当地重力加速度为刃还需要测量的物理量是•试用这些物理量和纸带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中受到的平均阻力大小"=•4耳q。y-Xo—十兀1■—X2av兀3‘・■兀4'a2、在验证“机械能守恒”实验中，一同学进行如下操作：①将打点计时器水平地固定在铁架台上②将长约lm的纸带用小夹子

8、固定在重物上后穿过打点计吋器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方③先松开纸带，后接通电源，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点④换儿条纸带，重做上面的实验⑤在打出的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm,且点迹清楚的纸带进行测量，先记下0点的位置，依次再収四个计数点〃、b、aZZ求出相应位置对应的速度及其下落的高度⑥将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中⑦根据以上测得数据计算相应的扌/和g力”的值.验证机械能守恒定律3.某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定■■■■■Sil■■sals!!!!:=::=:辟津Hg

9、ilissi一SBS11♦♦4—・I律・弧形■■■■■■■■■■(1)以上操作有错误的是:11■-^—11.13—1——17.69一单位：cm=2o.