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1、实验：验证机械能守恒定律 例题解析1【例1】用落体法验证机械能守恒定律的实验中，如果任意选择一条纸带，且又不知打点的时间间隔，能否用来验证机械能守恒定律？如果能的话，说明其应用步骤和原理.解析：只要打点时间间隔均匀，选用任意一条点子分布较为清晰的纸带，都可以用来验证机械能守恒定律.其步骤和原理如下：（1）算出打点的时间间隔.根据匀变速直线运动的物体在任何连续相等的时间间隔内位移之差是一个恒量的道理，量出纸带上每两点的间距，设为s1、s2、s3如图593所示，由公式s=aT 2分别得T1=；T2=；取其平均值作为打点时间间隔.图593（2）算出经过各打点时刻的瞬时速度.根据做匀变速直线运动的物体
2、在某一段时间内的平均速度等于这段时间中点时刻的瞬时速度的道理，得各点的瞬时速度分别为va=；vb=；（3）比较各打点痕迹间重力势能的减少和相应两位置间动能的增加，即比较mgs2与（mvb2mva2）mgs3与（mvc2mvb2）如它们的数值相等，即表示机械能守恒.【例2】某同学做“验证机械能守恒定律”实验时不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了，测出剩下的一段纸带上的各个点间的距离如图594所示.已知打点计时器工作频率为50 Hz，重力加速度g=9.8 m/s2.图594（1）利用这段纸带说明重锤通过2、5两点时机械能守恒.解析：根据匀变速直线运动某一段时间上的平均速度等于这段时间中间时刻的
3、即时速度，可分别求得打2、5点时的速度如下：v2=m/s=1.50 m/sv5=m/s=2.08 m/s2、5两点间距离h25=(3.2+3.6+4.0)102 m=1.08101 m，所以，Ep=mgh25=m9.81.08101 J=m1.06 J，Ek=mv52mv22=m(2.0821.502) J=1.04m J.比较可得Ep和Ek近似相等，即重锤减少的势能近似等于重锤增加的动能，可以认为机械能守恒定律成立.（2）分别说明为什么得到的结果是重力势能减少量Ep稍大于重锤动能的增加量Ek.解析：由以上处理过程可以看出，即时速度v2和v5的计算是准确的，即Ek是准确的，而重锤下落过程中不可避免地要克服阻力做功，从而减少一部分能量.重锤重力势能减少量中一部分用来克服阻力做功，另一部分用来增加重锤的动能，即有Ep=Ek+W，即总有EpEk.用心 爱心 专心
