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1、【高考第一轮复习物理】实验：验证机械能守恒定律1. 实验目的 验证机械能守恒定律 .2. 实验器材铁架台(带铁夹)， 打点计时器 ，重锤(带纸带夹子)，纸带数条，复写纸片，导线，毫米刻度尺， 低 压交流电源 .3. 实验原理 物体只在重力作用下做自由落体运动时，物体机械能守恒，即减少的重力势能等于增加的动能.如果物 体下落高度h时速度为v,则有 mv2/2 = mgh 借助于打了点的纸带测出物体下降的高度h和对应的 速度v,即可验证物体自由下落时机械能是否守恒.测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点前、后两段相等时间T内下落的距离s、s 由公 n n 1 式 v=( $” + s”+1) 求
2、出，如图.n4. 实验步骤(1) 在铁架台上安装好 打点计时器 ,用导线接好打点计时器与 低压交流电源 .(2) 将纸带的一端固定在重锤的夹子上,另一端穿过打点计时器的 限位孔 ,用竖直提起的纸带使重 锤靠在 打点计时器 附近.(3) 先 接通电源 ,再 放开纸带 ,让重锤自由下落.(4) 换上新纸带,重复实验几次,得到几条打好的纸带.(5) 选择点迹清晰，且第一、二两点间距离接近2 mm 的纸带，起始点标O,依次确定几个计数点1、2、 3、(6) 用刻度尺测量下落高度h耳、亠、，计算各计数点对应的重锤的瞬时速度123(7) 计算各计数点对应的势能减少量mgh和动能增加量mv2/2，进行比较.
3、nn重点难点突破 一、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，以减小摩擦阻力.2. 实验时，必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才松开纸带让重锤下落.3. 打点计时器必须接 50 Hz 的低压交流电源.4. 手提纸带上端时，注意不要晃动，可使手臂靠在某处，保证重物下落的初速度为零，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h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远些纸带也不宜过长，约40 cm即可.6本实验也可研究纸带上的第4点和后面的某点n之间机械能是否守恒这时需验证mghn mv2n4 2 nfmv2这样做，可以避开第一点，至于第一点的点迹是否
4、清晰，第1、2两点间的距离是否接近2 mm 24便无关紧要了 实验中的任何清晰的纸带都可以用来验证机械能是否守恒.二、误差分析1.本实验的误差主要来源于纸带数据的处理，及点与点测量的读数上的误差和各种阻力产生的误差还有必须先接通电源后放开纸带2实验上重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，所以动能的增加量要小于势能的减少量.3在验证机械能守恒定律时，如果以*V2为纵轴，h为横轴，根据实验数据绘出的|v2-h图线应是过原点的直线，才能验证机械能守恒定律.|v2-h图线的斜率等于g的数值.【例】下面列出一些实验步骤：A. 用天平测出重物和夹子的质量；B. 将重物系在夹子上；C. 将纸带穿过计时器，上端
5、用手提着，下端夹上系住重物的夹子再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计 时器；D. 打点计时器接在学生电源交流输出端，把输出电压调至6 V（电源不接通、交流）；E. 打点计时器固定放在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上；F. 在纸带上选取几个点，进行测量和记录数据；G. 用秒表测出重物下落的时间；H. 接通电源，待计时器响声稳定后释放纸带；I切断电源；J.更换纸带，重新进行两次；K.在三条纸带中选出较好的一条；L进行计算，得出结论，完成实验报告；M.拆下导线，整理器材.以上步骤，不必要的有，正确步骤的合理顺序是.【答案】AG； EDBCHIJIMKFL【例】在用落体法验证机械能守恒定律时，某
6、同学按照正确的操作选得纸带如图.其中 O 是起始点， AB、C是打点计时器连续打下的3个点该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图 中（单位：cm）.V5ZZcJ 7二 51X21159cm.（1）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是，应记作该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,他用AC段 的平均速度作为跟B点对应的物体的瞬时速度，则该段重锤重力势能的减少量为,而动能的增加量为(均保留三位有效数字，重锤质量用m表示)这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量动能的增加量，原因是(3)另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，不过他数 了一下，从打点计时器打下的第一个点O数起，图中的B是打点计时器打下的第9个点因此他用vB=gt 计算跟B点对应的物体的瞬时速度，得到动能的增加量为，这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量动能的增加量，原因是【答案】OC； 15.70(2)1.22m； 1.20m；大于；v是实际速度，因为有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能(3)123m；小于；v是按照自由落体计算的，对应的下落高度比实际测得的高度 要大
