《高一物理 《实验： 验证机械能守恒定律》精品课件 新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一物理 《实验： 验证机械能守恒定律》精品课件 新人教版必修2（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律实验原理实验原理:实验目的实验目的:验证机械能守恒定律。验证机械能守恒定律。当当物物体体自自由由下下落落时时，只只有有重重力力做做功功，物物体体的的重重力力势势能能和和动动能能互互相相转转化化，机机械械能能守守恒恒。若若某某一一时时刻刻物物体体下下落落的瞬时速度为的瞬时速度为v，下落高度为，下落高度为h，则应有：，则应有：借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时和该时刻的瞬时速度刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。实验装置如图所示。测定第测定第n点的瞬时速度的方法是
2、：测出第点的瞬时速度的方法是：测出第n点的点的相邻前、后两段相等时间相邻前、后两段相等时间T内下落的距离内下落的距离sn和和sn+1，由公式由公式 ，或由，或由 算出算出, ,如图所示。如图所示。Onsnsn+1dndn+1dn-1实验步骤实验步骤:实验器材实验器材:铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，带铁夹的重缍，纸带，米尺。带铁夹的重缍，纸带，米尺。1按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。线把打点计时器与学生电源连接好。2把把纸纸带带的的一一端端在在重重锤锤
3、上上用用夹夹子子固固定定好好，另另一一端端穿穿过过计计时时器器限限位位孔孔，竖竖直直提提起起纸纸带带使使重重锤锤停停靠靠在在打打点点计计时时器器附附近近，纸纸带带上上端端用夹子夹住。用夹子夹住。3接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。4重复几次，得到重复几次，得到35条打好点的纸带。条打好点的纸带。5在在打打好好点点的的纸纸带带中中挑挑选选第第一一、二二两两点点间间的的距距离离接接近近2mm，且且点点迹迹清清晰晰的的一一条条纸纸带带，在在起起始始点点标标上上0，以以后后各各依依次次标标上上1，2，3，用用刻刻度度尺尺测测出出对对应应下下落落高高度度h1、h2、
4、h3。计算各点对应的即时速度计算各点对应的即时速度v1、v2、v3。6应用公式应用公式7计算各点对应的势能减少量计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量和动能的增加量1/2mvn2，进行比较。，进行比较。注意事项注意事项:1打打点点计计时时器器安安装装时时，必必须须使使两两纸纸带带限限位位孔孔在在同同一一竖直线上，以减小摩擦阻力。竖直线上，以减小摩擦阻力。2选选用用纸纸带带时时应应尽尽量量挑挑第第一一、二二点点间间距距接接近近2mm的的纸带。纸带。3因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重锤的质量。测量重锤的质量。（2）若实验中所用重
5、锤的质量为）若实验中所用重锤的质量为m=1kg，打点纸，打点纸带如图所示，图中分别标出了点带如图所示，图中分别标出了点A、B、C、D到第一到第一个点个点O点的距离点的距离,且打点间隔为且打点间隔为0.02s，则记录，则记录B点时，点时，重锤的速度重锤的速度vB=,重锤的动能重锤的动能Ek=,从从开始下落起至开始下落起至B点重锤的重力势能减小了点重锤的重力势能减小了,由由此可得结论此可得结论.例例1用落体法验证机械能守恒定律的实验中用落体法验证机械能守恒定律的实验中（1）运用公式）运用公式时对实验条件的要求是时对实验条件的要求是；OABCD62.99 70.1877.7685.73cm不计阻力不
6、计阻力物体自由下落物体自由下落3.69m/s6.82J6.88J在误差允许范围内动能的增加量在误差允许范围内动能的增加量等于重力势能的减小量等于重力势能的减小量（3）根根据据纸纸带带给给出出的的相相关关各各点点的的速速度度v，量量出出下下落落距距离离h，则则以以v2/2为为纵纵轴轴，以以h为为横横轴轴作作出出图图像像应应是是下下图中的图中的.0A0B0C0DhhhhC例例2.（1）在在用用打打点点计计时时器器验验证证物物体体自自由由下下落落过过程程中中机机械械能能守守恒恒实实验验里里，以以下下哪哪些些必必要要的的？请请把把它它们们选选出出来来，并并将将它它们们的的字字母母代代号号按按操操作作顺
7、顺序序填填在在后后面面横横线线空白处：空白处：。A断开电源，取下纸带进行测量、记录断开电源，取下纸带进行测量、记录B将将纸纸带带固固定定在在重重锤锤上上,并并把把它它穿穿过过打打点点计计时时器器,提升到一定高度提升到一定高度C接接通通电电源源，待待打打点点计计时时器器工工作作稳稳定定后后释释放放纸纸带带上重锤自由下落上重锤自由下落D用天平测出的重锤的质量用天平测出的重锤的质量E把把打打点点计计时时器器固固定定在在支支架架上上，并并接接在在交交流流低低压电源两端压电源两端EBCA（2）在在“验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律”的的实实验验中中，已已知知打打点点计计时时器器所所用用的的电电源源的
8、的频频率率为为50Hz，查查得得当当地地的的重重力力加加速速度度为为10m/s2，实实验验所所用用的的重重物物质质量量为为1.0kg，实实验验中中得得到到一一条条点点迹迹清清晰晰的的纸纸带带，如如图图所所示示，把把第第一一个个点点记记作作O，另另选选连连续续的的四四个个点点A、B、C、D作作为为测测量量的的点点。经经测测量量知知道道A、B、C、D各各点点到到O点点的的距距离离分分别别为为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根根据据以以上上数数据据,可可知知重重物物由由O点点运运动动到到C点点，重重力力势势能能的的减减少少量量等等于于J,动动能能的的增增加加量量等等于
9、于J。（取（取2位有效数字）位有效数字）ABCDO7.87.6例例3、如如图图所所示示，两两个个质质量量各各为为m1和和m2的的小小物物块块A和和B，分分别别系系在在一一条条跨跨过过定定滑滑轮轮的的软软绳绳两两端端，已已知知m1m2。现要利用此装置验证机械能守恒定律。现要利用此装置验证机械能守恒定律。（1）若选定物块）若选定物块A从静止开始下落的过程从静止开始下落的过程进行测量进行测量,则需测量的物理量有则需测量的物理量有_。物块的质量物块的质量m1、m2；物块物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间下落的距离及下落这段距离所用的时间；物块物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间上升的距离及上
10、升这段距离所用的时间；绳子的长度。绳子的长度。 A B或或，（2）为提高实验结果的准确程度。某小组同学对此实）为提高实验结果的准确程度。某小组同学对此实验提出如下建议：验提出如下建议：绳的质量要轻；绳的质量要轻；在在“轻质绳轻质绳”的前提下绳子越长越好；的前提下绳子越长越好；尽量保证物块沿竖直方向运动，不要摇晃；尽量保证物块沿竖直方向运动，不要摇晃；两个物块的质量之差要尽可能小。两个物块的质量之差要尽可能小。以上建议中对提高准确程度确实有作用的是以上建议中对提高准确程度确实有作用的是_。（3）写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程）写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：度
11、有益的建议：_。例如：对同一高度多次测量求平均值、选取受力后例如：对同一高度多次测量求平均值、选取受力后伸长尽量小的绳子等，伸长尽量小的绳子等，例例4、与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究、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时的常用计时仪器，如图甲所示，物体运动情况时的常用计时仪器，如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置。分别是光电门的激光发射和接收装置。现利用如图乙所示的装置验证机械能守恒定律。方法现利用如图乙所示的装置验证机械能守恒定律。方法是：在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平放置的是：在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑
12、轮的细绳与钩码相连，连气垫导轨上，通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连，连接好接好1、2两个光电门，在图示位置释放滑块后，光电两个光电门，在图示位置释放滑块后，光电计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的时间分别为时间分别为、。已知滑块（含遮光板）质量。已知滑块（含遮光板）质量为为M、钩码质量为、钩码质量为m、两光电门间距为、两光电门间距为s、遮光板宽度、遮光板宽度为为L、当地的重力加速度为、当地的重力加速度为g。甲甲00.0光电门光电门光电计时器光电计时器显示屏显示屏ab光电门光电门1光电门光电门2乙乙气垫导轨气垫导轨遮光板遮光板滑块滑块（1）用
13、游标卡尺测量遮光板宽度，刻度如图丙所）用游标卡尺测量遮光板宽度，刻度如图丙所示，读数为示，读数为_mm；（2）计算滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度）计算滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度的表达式为：的表达式为：(用题中给定字母表示用题中给定字母表示)v1_、v2_；（3）本实验中，用题中给定字母表示验证机械能守恒）本实验中，用题中给定字母表示验证机械能守恒的表达式为的表达式为。10201020012丙丙5.70例例5.在在用用落落体体法法验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律时时，某某同同学学按按照照正正确确的的操操作作选选得得纸纸带带如如图图。其其中中O是是起起始始点点，A、B、C是是打打点
14、点计计时时器器连连续续打打下下的的3个个点点该该同同学学用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测量量O到到A、B、C各各点点的的距距离离,并并记记录录在在图图中中(单单位位cm)。（1）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_，应记作，应记作 cm。15.715.70单位单位cmABCO12.4215.79.51南京师大08届物理之友力学 综合（二）12（2）该同学用质量为）该同学用质量为m的重锤在的重锤在OB段的运动来验证段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他，他用用AC段的平均速度作为跟段的平均速度
15、作为跟B点对应的物体的即时速度，点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为则该段重锤重力势能的减少量为_，而动能的，而动能的增加量为增加量为_，(均保留均保留3位有效数字位有效数字)这样验这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量证的系统误差总是使重力势能的减少量_动能动能的增加量（填的增加量（填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”），原），原因是因是。（2）解：）解：1.22m1.20m大于大于v是实际速度，因为有摩擦生热，减少的重力是实际速度，因为有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能；势能一部分转化为内能；（3）另另一一位位同同学学根根据据同同一一条条纸纸带带，同同一一
16、组组数数据据，也也用用重重锤锤在在OB段段的的运运动动来来验验证证机机械械能能守守恒恒，将将打打点点计计时时器器打打下下的的第第一一个个点点O记记为为第第1个个点点，图图中中的的B是是打打点点计计时时器器打打下下的的第第9个个点点因因此此他他用用vB=gt计计算算跟跟B点点对对应应的的物物体体的的即即时时速速度度，得得到到动动能能的的增增加加量量为为_，这这样样验验证证时时的的系系统统误误差差总总是是使使重重力力势势能能的的减减少少量量_动动能能的的增增加加量量（填填“大大于于”、“小小于于”或或“等等于于”），原原因因是是。（3）解：）解：1.23m小于小于v是按照自由落体计算的，因为有阻力
17、，对应的下落是按照自由落体计算的，因为有阻力，对应的下落速度比实际测得的速度要大。速度比实际测得的速度要大。练习练习1、某同学利用如图所示的实验装置验证机械能、某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律弧形轨道末端水平，离地面的高度为守恒定律弧形轨道末端水平，离地面的高度为H将钢球从轨道的不同高度将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为距轨道末端的水平距离为s若轨道完全光滑，若轨道完全光滑，s2与与h的理论关系应满足的理论关系应满足s2（用（用H、h表示）表示）hHs解析解析:(1)根据机械能守恒根据机械能守恒,可得离开轨道时速度为可得离开
18、轨道时速度为4Hh 由平抛运动知识可求得时间为由平抛运动知识可求得时间为该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h（10-1m）2.003.004.005.006.00s2 （10-1m2）2.623.895.206.537.78请在坐标纸上作出请在坐标纸上作出s2h关系图关系图对比实验结果与理论计算得到的对比实验结果与理论计算得到的s2h关系图线关系图线（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率平抛出的速率（填（填“小于小于”或或“大于大于”）理论值）理论值246024681014h/10-
19、1ms2/10-1m2135712理论理论从从s2h关系图线中分析得出关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可你认为造成上述偏差的可能原因是能原因是s2h关系图见右图示；关系图见右图示；小于小于摩擦，转动摩擦，转动解见下页解见下页（4）由由于于客客观观上上，轨轨道道与与小小球球间间存存在在摩摩擦擦，机机械械能能减减小小，因因此此会会导导致致实实际际值值比比理理论论值值小小。小小球球的的转转动动也也需需要要能能量量维维持持，而而机机械械能能守守恒恒中中没没有有考考虑虑重重力力势势能能转转化化成成转转动动能能的的这这一一部部分分，也也会会
20、导导致致实实际际速速率率明明显显小小于于“理理论论”速速率率（这这一一点点，可可能能不不少同学会考虑不到）。少同学会考虑不到）。（3）从图中看，同一）从图中看，同一h下的下的s2值，理论值明显大于值，理论值明显大于实际值，而在同一高度实际值，而在同一高度H下的平抛运动水平射程由下的平抛运动水平射程由水平速率决定，可见实际水平速率小于理论速率。水平速率决定，可见实际水平速率小于理论速率。练练习习2、某某同同学学利利用用透透明明直直尺尺和和光光电电计计时时器器来来验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律，实实验验的的简简易易示示意意图图如如下下，当当有有不不透透光光物物体体从从光光电电门门间间通通过过
21、时时，光光电电计计时时器器就就可可以以显显示示物物体体的挡光时间的挡光时间.所用的西瓯所用的西瓯XDS-007光电门传感器可光电门传感器可透明直尺透明直尺21345h1h2h3h4黑磁带黑磁带计算机计算机测的最短时间为测的最短时间为0.01ms.将挡光效果将挡光效果好、宽度为好、宽度为d3.8103m的黑色的黑色磁带贴在透明直尺磁带贴在透明直尺上，从一定高度由上，从一定高度由静止释放，并使其静止释放，并使其竖直通过光电门竖直通过光电门.(10-3s)(ms-1)hi（m）Mg hi11.213.1321.153.310.58M0.060.58M31.003.782.24M0.232.25M40
22、.954.003.10M0.323.14M50.900.41某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间ti与图中与图中所示的高度差所示的高度差hi，并将部分数据进行了处理，结果，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示。（取如下表所示。（取g9.8m/s2，注：表格中，注：表格中M为直尺质为直尺质量）量）（1）请将表格中数据填写完整）请将表格中数据填写完整4.224.00M或或4.01M4.01M（2）从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的）从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用瞬时速度是利用求出的，请你简要分析该同学这求出的，请你简要分析该同
23、学这样做的理由是：样做的理由是：（3）通过实验得出的结论是：）通过实验得出的结论是：（4）根据该实验请你判断下列）根据该实验请你判断下列Ekh图象中正确图象中正确的是的是（）AEkEkEkEkOOOOhhhhBCD瞬时速度等于极短时间或极短位移瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度内的平均速度在误差允许的范围内，在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量重力势能的减少量等于动能的增加量C练习练习3、某研究性学习小组用如图（、某研究性学习小组用如图（a）所示装置验证）所示装置验证机械能守恒定律让一个摆球由静止开始从机械能守恒定律让一个摆球由静止开始从A位置摆到位置摆到B位置，若不考
24、虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即即直接测量摆球到达直接测量摆球到达B点的速度点的速度v比较比较困难现让小球在困难现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动，利用平点处脱离悬线做平抛运动，利用平抛的特性来间接地测出抛的特性来间接地测出v如图（如图（a）中，悬点正下方）中，悬点正下方P点处放有水平放置炽热的点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出作平抛运动在地面上放上白纸，由于惯性向前飞出作平抛运动在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下上面覆
25、盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹面白纸上留下痕迹用重锤线确定出用重锤线确定出A、B点的投影点点的投影点N、M重复实验重复实验10次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点痕迹如图（痕迹如图（b）所示，图中米尺水平放置，零刻度线）所示，图中米尺水平放置，零刻度线与与M点对齐用米尺量出点对齐用米尺量出AN的高度的高度h1、BM的高度的高度h2，算出，算出A、B两点的竖直距离，再量出两点的竖直距离，再量出M、C之间的距之间的距离离x，即可验证机械能守恒定律已知重力加速度为，即可验证机械能守恒定律已知重力加速度为g，小球的质量为
26、，小球的质量为m（单位：单位：cm）6070米尺米尺记录纸记录纸(b)CABMNP（a）（1）根据图（）根据图（b）可以确定小球平抛时的水平射程）可以确定小球平抛时的水平射程为为cm（2）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0=（3）用测出的物理量表示出小球从）用测出的物理量表示出小球从A到到B过程中，过程中，重力势能的减少量重力势能的减少量EP=，动能的增，动能的增加量加量EK=65.0mg(h1h2)（单位：单位：cm）6070米尺米尺记录纸记录纸(b)练习练习4、某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验、某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩
27、码和滑块所组成的系统机械能守恒证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？现有器材如何判断导轨是否水平？刻度尺刻度尺气垫导轨气垫导轨光电门光电门数字计时器数字计时器滑滑块块遮光条遮光条钩钩码码连气源连气源图甲图甲接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的（或轻推滑块，滑保持静止，则说明导轨是水平的（或轻推滑块，滑块能基本做匀速直线运动）块能基本做匀速直线运动）（2）如如图图乙乙所所示示，用用游游标标卡卡尺尺测测得得
28、遮遮光光条条的的宽宽度度d=cm；实实验验时时将将滑滑块块从从图图示示位位置置由由静静止止释释放放，由由数数字字计计时时器器读读出出遮遮光光条条通通过过光光电电门门的的时时间间t=1.210-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为，则滑块经过光电门时的瞬时速度为m/s.在在本本次次实实验验中中还还需需要要测测量量的的物物理理量量有有: :钩码的质量钩码的质量m、 和和 （文文字字说明并用相应的字母表示）说明并用相应的字母表示）105100单位：单位：cm遮光条遮光条图乙图乙0.520.43滑块的质量滑块的质量M滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s（3）本实验
29、通过比较）本实验通过比较和和在在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒示），从而验证了系统的机械能守恒mgs落下，拖动纸带通过打点计时落下，拖动纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。证机械能守恒定律。练习练习5、用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。、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，有交流（频率为实验所用的电源为学生电源，有交流（频率为50Hz）和直流两种输出重锤从高处由静止
30、开始）和直流两种输出重锤从高处由静止开始打点计时器打点计时器纸带纸带夹子夹子接电源接电源重物重物夹子夹子（1）一同学按如下步骤进行实验：）一同学按如下步骤进行实验：A用天平测量出重锤的质量；用天平测量出重锤的质量；B按图示的装置安装器件；按图示的装置安装器件；C将打点计时器接到电源的直流输出端上；将打点计时器接到电源的直流输出端上；D先接通电源，后释放悬挂纸带的夹子，打出一条先接通电源，后释放悬挂纸带的夹子，打出一条纸带；纸带；E换用纸带，重复步骤换用纸带，重复步骤D；F选取合适的纸带；选取合适的纸带；G测量所选纸带上某些点之间的距离；测量所选纸带上某些点之间的距离；H根据测量的结果计算重锤下
31、落过程中减少的重力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。势能是否等于增加的动能。指出其中没有必要进行的步骤是指出其中没有必要进行的步骤是；操作不恰；操作不恰当的步骤是当的步骤是。AC（2）利用这个装置也可以测量重锤的加速度数值。这）利用这个装置也可以测量重锤的加速度数值。这位同学打出的纸带如图所示，位同学打出的纸带如图所示，A点为打下的第一个点，点为打下的第一个点，0、1、2、3、4、5、6为连续的计数点，现测得为连续的计数点，现测得s1、s2、s3、s4、s5、s6分别为分别为4.03cm、4.42cm、4.80cm、5.18cm、5.57cm、5.95cm，请你
32、根据这条纸带推算此落体，请你根据这条纸带推算此落体过程的加速度过程的加速度a为为m/s2。(保留三位有效数字保留三位有效数字)s1s3s4s5s6602345As21解：解：9.58（3）某同学根据第）某同学根据第(2)问求得的加速度数值计算重力问求得的加速度数值计算重力势能的变化量势能的变化量EP ，验证机械能守恒定律。试分析，验证机械能守恒定律。试分析其合理性。其合理性。答：不合理由于阻力的存在，第（答：不合理由于阻力的存在，第（2）问中求得的）问中求得的结果不是当地的重力加速度，不能用它来计算重力势结果不是当地的重力加速度，不能用它来计算重力势能的改变量能的改变量练习练习6、用如图所示的
33、实验装置验证机械能守恒定律。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，输出电压为实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和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，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。可验证机械能守恒定律。（1）（）（4分）下面列举了该实验的几个操作步骤：分）下面列举了该实验的几个操作步骤：A.按照图示的装置安装器件；按照图示的装置安装器件；B.将打点计时器接到电源的将打点计时器接到电源的“直流输出直流
34、输出”上；上；C.用天平测出重锤的质量；用天平测出重锤的质量；D.释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；开关打出一条纸带；打打点点计时器计时器纸带纸带重物重物夹子夹子E.测量纸带上某些点间的距离；测量纸带上某些点间的距离；F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力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。势能是否等于增加的动能。其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，将其选其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因。项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因。.答：答：步骤步骤B是
35、错误的。应该接到电源的交流输出端。步是错误的。应该接到电源的交流输出端。步骤骤D是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带。步骤放纸带。步骤C不必要，因为根据测量原理，重锤的不必要，因为根据测量原理，重锤的动能和势能中都包含了质量动能和势能中都包含了质量m，可以约去。，可以约去。（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的数值。如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点的连续的五个点A、B、C、D、E，测出，测出A距起始点距起始点O的距离为的距离为s0
36、，点，点AC间的距离为间的距离为s1，点，点CE间的距离为间的距离为s2，使用交流电的频率为，使用交流电的频率为f，根据这些条件计算重锤下，根据这些条件计算重锤下落的加速度落的加速度a_。As2s1BCDEs0O答：答：（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小。若已知当地重力加速度公认实验装置测阻力的大小。若已知当地重力加速度公认的较准确的值为的较准确的值为g，还需要测量的物理量是，还需要测量的物理量是。试用这些物理量和上图纸带上的。试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力 大小大小F。重锤的质量重锤的质量m同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
