第六章实验六验证机械能守恒定律

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实验六　验证机械能守恒定律

目标要求　1.熟悉“验证机械能守恒定律”的基本实验原理及注意事项.2.会验证创新实验

的机械能守恒．

实验技能储备

1．实验原理(如图 1所示)

通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和对应过程动能的增加量，在实验

误差允许范围内，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律．

图1

2．实验器材

打点计时器、交变电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线．

3．实验过程

(1)安装器材：将打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器与电源相连．

(2)打纸带

用手竖直提起纸带，使重物停靠在打点计时器下方附近，先接通电源，再松开纸带，让重物

自由下落，打点计时器就在纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新的纸带重打几条 (3～

5条)纸带．

(3)选纸带：从打出的几条纸带中选出一条点迹清晰的纸带．

(4)进行数据处理并验证．

4．数据处理

(1)求瞬时速度

由公式 vn＝可以计算出重物下落 h1、h2、h3…的高度时对应的瞬时速度 v1、v2、v3….

(2)验证守恒

方案一：利用起始点和第 n点计算

代入 mghn和mvn2，如果在实验误差允许的范围内，mghn和mvn2相等，则验证了机械能守恒

定律．

注意：应选取最初第 1、2两点间距离接近 2_mm

的纸带(电源频率为 50 Hz)．

方案二：任取两点计算

① 任取两点 A、B，测出 hAB，算出 mghAB.

②算出mvB2－mvA2的值．

③ 在实验误差允许的范围内，若 mghAB＝mvB2－mvA2，则验证了机械能守恒定律．

方案三：图象法

测量从第一点到其余各点的下落高度 h，并计算对应速度 v，然后以 v2为纵轴，以 h为横轴，

根据实验数据作出 v2－h图象．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．

5．注意事项

(1)打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直线上，以

减小摩擦阻力．

(2)重物应选用质量大、体积小、密度大的．

(3)应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落．

(4)测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用 vn＝，不能用 vn＝或 vn＝gt 来计算．

(5)此实验中不需要测量重物的质量．

考点一　教材原型实验

例1　用如图 2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，可输

出交流电和直流电．重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系

列的点，对图中纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．

图2

(1)下列几个操作步骤中：

A．按照图示，安装好实验装置

B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上

C．用天平测出重锤的质量

D．先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点

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摘要：

实验六　验证机械能守恒定律目标要求　1.熟悉“验证机械能守恒定律”的基本实验原理及注意事项.2.会验证创新实验的机械能守恒．实验技能储备1．实验原理(如图1所示)通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和对应过程动能的增加量，在实验误差允许范围内，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律．图12．实验器材打点计时器、交变电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线．3．实验过程(1)安装器材：将打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器与电源相连．(2)打纸带用手竖直提起纸带，使重物停靠在打点计时器下方附近，先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就...

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