1、第 五 章 机械能 实验六 验证机械能守恒定律 1 基 础 知 识 梳 理 2 核 心 考 点 突 破 3 2 年高考模拟 基础知识梳理 ? 一、实验目的 ? 1掌握验证机械能守恒定律的方法。 ? 2会用计算法或图象法处理实验数据。 ? 二、实验原理 ? 在只有重力作用的自由落体运动中，物体的_和 _可以互相转化，但总机械能守恒。 重力势能 动能 方法 1 ：若某一时刻物体下落的瞬时速度为 v ，下落高度为 h ，则应为： mgh _ _ _ _ ，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度 h 和该时刻的瞬时速度 v ，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。 方法 2 ：任意找两点 A 、
2、 B ，分别测出两点的速度大小 vA、 vB以及两点之间的距离 d 。若物体的机械能守恒，应有 Ep Ek。测定第 n 点的瞬时速度的方法是：测出第 n 点的相邻前、后两段相等时间 T 内下落的距离 xn和 xn 1，由公式 vnxn xn 12 T，或由 vndn 1 dn 12 T算出。 12mv2 ? 三、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。除了上述器材外，还必须有学生电源 (交流 4 6V)。 ? 四、实验步骤 ? 1按方法 2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。 ? 2把纸带的一端在
3、重锤上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。 ? 3 _， _，让重锤自由下落。 接通电源 松开纸带 4 重复几次，得到 3 5 条打好点的纸带。 5 在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近 2 mm ，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上 0 ，以后各点依次标 1 、 2 、 3 ? 用刻度尺测出对应下落高度 h1、 h2、 h3? 。 6 应用公式 vnhn 1 hn 12 T计算 各点对应的即时速度 v1、 v2、 v3? 。 7 计算各点对应的势能减少量 m gh 和动能的增加量12m v2，进行比较。 ? 五、注意事项 ? 1打点计
4、时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。 ? 2实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源、让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的小点。 ? 3选用纸带时应尽量挑第一、二点间接近 _的纸带。 ? 4测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能搞错，为了减小测量值 h时的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些，纸带也不宜过长，有效长度可在 60cm80cm以内。 ? 5因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。 2mm ? 六、误差分析 ? 1测量长度时会存在偶然误差，所以测长度时要多测几次，取平均值即可减小此误差。 ? 2由于本实验中有纸带与限位孔间的摩擦力 (主要因素 )和空气阻力 (次要因素 )的影响，这是系统误差，它使增加的动能少于减小的重力势能，要减小影响，采用增加重锤质量的办法，因为当重锤的重力远大于阻力时，可忽略阻力的影响。 ? 3为了减小相对误差，选取的计数点最好离第一个点远一些。 ? 4若第一、第二两点间的距离小于 2mm，则这两点间的时间间隔不到 0.02s或阻力过大。 核心考点突破
