验证机械能守恒定律实验报告(DIY).doc

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1、实验：验证机械能守恒定律班级：姓名：座位：[实验目的]图11.验证机械能守恒定律。2.掌握实验数据处理方法，能定性分析误差产生的原因。[实验原理]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1所示。图2测定第n点的瞬时速度的方法是： [实验器材]铁架台(带铁夹)、打点计时器、纸带、交流电源、导线、带铁夹的重锤、纸带、刻度尺等。[实验步骤]1．按如图1装置把打点计时器安装在

2、铁架台上，并使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。用导线把打点计时器与交流电源连接好。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，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。3．先接通电源，再松开纸带，让重锤带着纸带自由下落。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点迹清晰且第1、2两计时点间的距离接近2mm的一条纸带，在起始点标上0，再在距离0点较远处开始选取相邻的几个计数点依次标上1、2、3……用刻度尺测出对应下落的高度h1、h2、h3……6．应用公式计算各点对应的瞬时速度v1、v2、v3……7．计算各点对应

3、的重力势能减少量mghn和动能的增加量，进行比较，并讨论如何减小误差。[注意事项]1．打点计时器的两限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦阻力。选用质量和密度较大的重物，以减小空气阻力的影响。2．实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源，让打点计时器工作正常后再松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的小点。3．利用方法进行验证时，选用纸带时应尽量挑选第1、2点间距接近2mm的纸带。（为了保证纸带上第一个点的速度为0，此时前两个点的间距约为）4．测量下落高度时，必须从起始点算起，为了减小测量h时的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些。5．实际上重物和

4、纸带下落过中要克服阻力做功，所以动能的增加量要小于势能的减少量。[数据处理]连续打两点的时间间隔T＝　　　　　s、重锤质量m=kg序号重锤下落高度h(m)速度v（ｍ/s）重锤减少势能ΔEP（J）增加动能ΔEK（J）1    2    3    4    5    6    [误差分析]误差原因为减小误差，实验中应注意哪些方面123[结论]：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　[练习]1．如图所示，是用落体法“验证机械能守恒定律”的实验装置。(1)从下列器材中选出实验所必需的，其编号为__________．A．打点计时器(含纸带)B.重锤；C．天平

5、；D.毫米刻度尺；E.秒表．(2)需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v.B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝计算出瞬时速度v.C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h＝计算出高度h.D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.以上方案中只有一

6、种正确，正确的是__________．(填入相应的字母)(3)实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器的摩擦阻力，使重锤获得的动能往往__________它所减小的重力势能(填“大于”、“小于”或“等于”)．(4)如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2/2－h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线，该直线的斜率是__________．2．某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m＝0.2kg，计算

7、结果保留三位有效数字)：时刻t2t3t4t5速度(m/s)4.994.483.98(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝__________m/s；(2)从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝__________J，动能减少量ΔEk＝__________J；(3)在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得ΔEp__________ΔEk(选填“>”、“<”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是3.如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1＞m2.现要利用此

8、装置验证机械能守恒定律．(1)若选定物块A从静止开始