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1、实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律实验原理实验原理物体在自由下落时，如果重力势能的减少等于动能的增加，也就是从下落起点计算， 即验证了机械能守恒定律。思考：思考：我们需要测量那些物理量且如何测量？ 注意：注意：由于是同一物体，只需比较 与 是否相等，所以不需要不需要用天平测量质量。？h012345678910654321初始点初始点0？1.把电磁打点计时器竖直地固定在铁架台上，打点计时器的两根导线接在低压交流电源上。实验步骤2.将纸带固定在重锤上，让纸带穿过打点计时器，手提着纸带使重锤靠近打点计时器，如右图所示。3.接通电源，释放纸带让重物自由下落，计时器就在纸带上打出一系列点来
2、。4.换几条纸带，重复上述步骤 5. 选择点迹清晰，第1、2点间距约为2毫米的纸带，记下第一个点的位置0 测量点测量点n123456高度高度hn /m速度速度vn /m/sgh的值的值误差分析误差分析1.本实验中因误差和纸带在下落过程中要克服各种阻力（空气阻力、打点计时器阻力）做功，故动能的增加量Ek稍小于重力势能的减小量Ep，即EkEp2.实验中能否保证纸带上第一、二个实验点间距等于2 mm，以确保打第一个点时，重物的速度为零，也是造成误差的原因之一 3.本实验的另一个误差来源于长度的测量，属于偶然误差。减小误差的办法是测下落距离时都从O点量起，多次测量取平均值来减小误差。 验证机械能守恒的
3、其他几种方法验证机械能守恒的其他几种方法方法三：任取两点计算方法三：任取两点计算（1）任取两点A、B测出hAB，算出ghAB.（2）算出的 值.（3）在实验误差允许的条件下，若 相等，则验证了机械能守恒定律.方法二：图象法方法二：图象法 根据实验数据绘出图线.若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压有6V的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律.下面列举了该实验的几个操作步骤：A按照
4、图示的装置安装器件；B将打点计时器接到电源的直流输出端上；C用天平测量出重锤的质量；D释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E 用秒表测出重物下落时间F测量打出的纸带上某些点之间的距离；G根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，并说明其原因在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz.查得当地的重力加速度g9.8m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点经测量知道A、B、C、D各点到O的距离分别
5、为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.(1)根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于_J，动能的增加量等于_J(取3位有效数字)(2)实验中EkEp的原因主要是_由题意知重物由O点运动至C点，下落的高度为hC77.76 cm0.7776 m，m1.00 kg，g=9.80 m/s2,所以重力势能的减少量为Ep=mghc=1.009.800.776 J=7.62 J. 重物经过C点的即时速度vc可由下式求出又因为T0.02 s、OD85.73 cm0.857 3 m、OB70.18 cm0.701 8m所以故重物动能的增加. 光电门验证机械能守恒光
6、电门验证机械能守恒与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，现利用图5-6-6所示的装置验证机械能守恒定律.图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出.让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.0010-2 s、2.0010 -2 s.已知滑块质量为2.00 kg，滑块遮光片的长度为5.00 cm，光电门1和2之间的距离为0.54 m，g9.80 m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度 （1）滑块通过光电门1时的速度v1 m/s， 通过光电门2时的速度v2_m/s；（2）滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为_J，重力势能的减少量为_J. （1）光电门记录的瞬时速度取为经过光电门时的平均速度（2）Ep=mgs12=29.80.540.5 J=5.29 J
