实验：验证机械能守恒定律

§7.9实验：验证机械能守恒定律机械能守恒定律1、内容：2、表达式：3、适用条件：2211221122mvmghmvmgh+=+只有弹簧的弹力和物体的重力做功。【实验目的】【实验原理】【实验器材】【实验步骤】【注意事项】【实验练习】【数据记录】验证机械能守恒定律。【实验目的】【实验原理】在自由落体运动中，若物体下落高度h时的速度为v,则由机械能守恒定律可知：mgh=mv212hvV=0实验仪器•实验：•测量仪器：打点计时器、纸带、复写纸刻度尺学生电源重物、铁架台（带铁夹）实验器材实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。打点计时器纸带重物？铁架台4、选择合适的纸带，处理数据。3、更换纸带，重复几次。1、将打点计时器固定在铁架台上，把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔。三实验步骤2、用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近。然后先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。问题1本实验要不要测量物体的质量？mgh=mv212gh=v212无需测量物体的质量如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须要知道物体的质量(教材)。实验中的g值，由教师给出当地的重力加速度。问题2纸带上的第一个点为计时起点0，起始点的速度应该为零！。gh=v212h起始点思考：对于实际获得的纸带，如何判定打下第一个点时，纸带的速度为零呢？纸带上的头两个点间的距离应接近2mm。122xmm问题3如何测量物体的瞬时速度?做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度。2xvvT中时思考若纸带上最初的点迹不清晰，可以用后面打下的点验证机械能守恒定律吗?我们可以选取A、B两点，测出VA、VB，求出重物的动能，比较A到B势能的减少是否等于动能的增加，即验证：mgΔh＝EKB-EKAΔhAB思考速度能不能用v=gt计算？使用的公式是在机械能守恒的前提下推导出来的，再用来验证机械能守恒，就发生了逻辑错误。要测实际的速度，计算实际动能：速度测量仪、光电门、打点计时器测速度等减少实验误差方法及注意事项1、安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。2、应选用质量和密度较大的重物，增大重力可可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小。3、计数点距起点远一些；减少测量h的相对误差4、方法：目的：保证满足守恒条件212mghmv选用纸带时应尽量挑选第一、二点间距接近2mm的点迹清晰且各点呈一条直线的纸带。数据记录测量点n123456高度hn/m速度vn/m/s势能减少EP/J动能增加EK/J表格法处理数据：EP=EK0hv212图象法处理数据gh=v212该图象的斜率表示什么？为什么图象通过原点？图像法（归一法）：初速度为零斜率是当地重力加速度验证机械能守恒定律—回顾1、组装实验装置2、释放重锤记录运动情况3、选择纸带、选点并测量4、计算vn及对应动能5、比较是否相等1、安装要竖直2、先通电再释放3、先断电再取纸带4、计数点距起点远一些实验步骤操作事项212nnmvmgh和1、在验证机械能守恒定律的实验中：（1）除打点计时器、电源、重锤、纸带以外，在下面的测量仪器中，必需使用的是_______。A、天平B、弹簧秤C、刻度尺D、秒表C22V（2）如果以为纵轴，以h为横轴，由实验数据描出的图线是一条通过原点的直线，那么该直线的斜率等于______22Vh当地的重力加速度2、某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图4所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。①打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB=m/s，（三位有效数字）重锤的动能EkB=J（两位有效数字）。1.1750.69②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为（两位有效数字）J。③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是。机械能守恒0.69例3．(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,则记录B点时重锤的动能EKB=(写计算式字母表示),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：.22218)(TSSm0.142m0.14m在实验误差范围内,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”).空气阻力和打点计时器器对纸带的阻力不要