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1、9.验证机械能守恒定律实验原理:实验目的:验证机械能守恒定律。当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有：借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻前、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,如图所示。Onsnsn+1dndn+1dn-1实验步骤:实验器材:铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电
2、源，导线，带铁夹的重缍，纸带，米尺。1．按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。2．把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近，纸带上端用夹子夹住。3．接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。4．重复几次，得到3～5条打好点的纸带。5．在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3……，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……。计算各点对应的即时速度v1
3、、v2、v3……。6．应用公式7．计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2，进行比较。注意事项:1．打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。2．选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。3．因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重锤的质量。12.（2）在用“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验中，质量m=1.00kg的重物拖着纸带竖直下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点，如图，相邻计数点时间间隔为0.04s，P为纸带运动的起点，从打P到打
4、下B过程中物体重力势能的ΔEP=J，在此过程中物体动能的增加量ΔEK=J（已知当地的重力加速度g=9.8m/s2，答案保留三位有效数字）。用v表示各计数点的速度，h表示各计数点到P点的距离，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，若斜率等于某个物理量的数值时，说明重物下落过程中机械能守恒，该物理量是。PABC15.523.25单位cm32.502.282.26当地重力加速度11、在“验证机械能守恒定律”的实验中，让重锤自由落下，根据打出的纸带也可以测量重锤下落的加速度a的数值，如图
5、所示是在打出的纸带上选取的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0，A、C两点间的距离为s1，C、E两点间的距离为s2，使用的交流电的频率为f，则根据这些数值计算重锤下落的加速度a的表达式为a=.在此实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,其主要原因是重锤在下落过程中受到阻力的作用,如果要测定该阻力的大小,在知道重力加速度的准确值为g时,还需要测量的物理量是__________（写出名称和符号)。试用这些物理量和上面纸带中的测量数据表示重锤在下落过程中受到的阻力大小为F=.重
6、锤质量mABCDEs1s2s0O②①①②ABCD0.98cm1.42cm1.78cm字母表示),记录C点时重锤的动能EKC=0.32mJ;重锤从B点到C点重力势能变化量是J,动能变化量是J.从而可以得出结论：.11.(16分)(1)在做“验证机械能守恒定律”的实验时，实验小组A不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了,剩下的一部分纸带上各点间的距离如图所示的数值，已知打点计时器的周期为T=0.02s,重力加速度g=9.8m/s2;重锤的质量为m,已知S1=0.98cm,S2=1.42cm,S3=1.78cm
7、,则记录B点时重锤的动能EKB=J(写计算式用0.142m0.14m在实验误差范围内,只有重力做功时,物体的机械能守恒.（2）在验证机械能守恒定律的实验中①自由落下的重锤质量要大一些，这是为了减少对实验的影响.②实验中测定重锤的质量(填“要”或“不要”).③实验小组C在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,因此想到可以通过该实验装置测阻力的大小.根据已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,电源的频率为f,又测量出物理量,.他
8、（她）们用这些物理量求出了重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F＝（用字母表示）.空气阻力和打点计时器器对纸带的阻力不要相邻的两点间的位移S1、S2、S3、S4重锤的质量m11.电磁打点计时器是一种计时装置，请根据电磁打点计时器的相关实验回答下列问题：（1）在验证机械能守恒定律的实验中，质量m＝1kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，相邻计数点的时间间隔为0.02s，长度单位：cm，当地的重力加速
