课时作业(二十一) 实验、探究：验证机械能守恒定律
人教版高中物理高一必修二检测：课时训练21实验验证机械能守恒定律_word版有答案
课时训练21实验:验证机械能守恒定律题组一实验原理与步骤1.(多选)在“验证机械能守恒定律”的实验中,要验证的是重物重力势能的减少等于它动能的增加,以下步骤仅是实验中的一部分,在这些步骤中多余的或错误的有()A.用天平称出重物的质量B.把打点计时器固定到铁架台上,并用导线把它和低压交流电源连接起来C.把纸带的一端固定到重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重物提升到一定高度D.接通电源,待打点稳定后释放纸带E.用停表测出重物下落的时间解析:在“验证机械能守恒定律”的实验中,需验证重力势能减少量mgh和动能增加量mv2之间的大小关系,若机械能守恒,则有mgh=mv2成立,两边都有质量,可约去,即验证gh=v2成立即可,故无需测质量,A选项多余;对E 选项,测速度时,用的是纸带上的记录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔,无需用停表测量,因此E选项也多余。
答案:AE2.在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中要用工具测量的有,通过计算得到的有。
A.重锤的质量B.初始时重锤距地面的高度C.重锤下落的高度D.与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度解析:通过实验原理可知,重锤下落的高度要用毫米刻度尺直接量出,下落这一高度时对应的速度由中间时刻的瞬时速度等于那一段时间内的平均速度求出,故需用工具测量的是C,通过计算得到的是D。
答案:C D3.某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤:A.用天平称出重物的质量B.把纸带固定到重物上,并把纸带穿过打点计时器,提升到一定高度C.拆掉导线,整理仪器D.断开电源,调整纸带,重做两次E.用停表测出重物下落的时间F.用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离,记录数据,并计算出结果,得出结论G.把打点计时器接到低压直流电源上H.接通电源,释放纸带I.把打点计时器接到低压交流电源上J.把打点计时器固定到桌边的铁架台上上述实验步骤中错误的是,可有可无的是,其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列应是。
机械能守恒定律的探究实验
机械能守恒定律的探究实验引言：物理学是一门研究物质、能量和相互作用之间关系的科学。
在过去几个世纪里，物理学家通过实验和理论得出了许多定律和规律，这些定律和规律帮助我们解释自然界中发生的各种现象。
本文将重点探究机械能守恒定律，并介绍一项相关的实验。
一、机械能守恒定律的概念：机械能守恒定律是物理学中一个重要的定律，它表明，当一个系统内只有重力和非弹性力做功的情况下，机械能（由动能和势能组成）将保持不变。
这一定律可以以数学方式表示为：E = K + U = 常数，其中E为机械能，K为动能，U为势能。
二、实验准备：1. 实验器材：- 一个光滑的水平台面- 一个刚性小球- 一根绳子- 一个重物（如砝码）- 一个测量高度的尺子- 一个弹簧测力计2. 实验步骤：1. 将平台面放置于水平桌面上，并保持其稳定。
2. 用绳子将小球系于平台上方。
3. 将重物挂在绳子的另一端，使小球离地面一定高度。
4. 测量初始高度h1和初始小球与平台的距离x1。
5. 将小球释放，观察其下落过程，并记录小球离开平台时的高度h2和小球到平台的距离x2。
6. 使用弹簧测力计测量小球下落过程中的拉力，并记录相应的数值。
三、实验过程：1. 实验装置：将小球与重物构成一个简单的系统，小球通过绳子与平台相连接。
平台上的摩擦力可以忽略不计。
2. 实验观察：在实验过程中，我们观察到小球从初始高度开始下落，并在一定高度处离开平台。
在小球离开平台的瞬间，我们同时记录下小球的高度和距离平台的距离，并使用弹簧测力计测量小球下落过程中的拉力。
3. 实验数据处理：根据实验中记录的数据，我们可以计算出小球的动能和势能，并验证机械能守恒定律。
根据机械能守恒定律，系统的机械能保持不变，即小球离开平台时的机械能等于小球开始下落时的机械能，即E1 = E2。
- 动能的计算：根据动能的定义，动能K等于小球的质量m乘以其速度v的平方的一半（K = 1/2mv^2）。
- 势能的计算：对于地球的重力场内，势能U等于小球的质量m乘以重力加速度g乘以其高度h（U = mgh）。
实验验证机械能守恒定律
实验验证机械能守恒定律实验验证机械能守恒定律机械能守恒定律是物理学中非常基础的一个定律，它指出在一个封闭系统内，如果只有势能和动能之间发生转化，而不存在其他能量形式，那么整个系统的机械能保持不变。
机械能守恒定律在理论上已经得到了充分的证明，但是实验验证对于学生深入理解该定律有着非常重要的作用。
它不仅可以帮助学生理解机械能守恒定律这个概念，而且还可以帮助学生建立实验观测的实践意识和分析问题的能力。
以下是一种简单实验验证机械能守恒定律的方法：实验材料：一个弹簧，一个滑轮，若干条不同长度的线，一个重物，一个刻度尺和一个秒表。
实验过程1. 将弹簧挂在天花板上，挂一个滑轮，使用线绑在滑轮上。
2. 每条线有一个不同的长度，将重物绑在线的一端，另一端连接到滑轮上。
3. 将滑轮上的连接线放松，并让重物自由落下。
4. 使用刻度尺测量重物从滑轮位置到地面的距离，并记录下时间。
5. 重复以上步骤，但使用不同长度的线。
实验结果根据实验结果，在重物从高处自由落下时，机械能的总和（势能+ 动能）在整个过程中是保持不变的。
高度和速度之间存在着密切的关系，即重物从不同高度落下时，下落的时间和落地时的速度都不同。
在不考虑空气阻力的情况下，重物的下落速度是恒定的。
实验分析在这个实验过程中，我们可以发现，当重物从较高的位置开始自由下落时，重物的速度逐渐增加，其潜在能量以同等的速率转化为动能。
当重物到达最低点，速度达到最大值时，动能最大，而潜在能量为零。
当重物再次上升到较高的位置时，速度逐渐减慢，动能逐渐转化为潜在能量。
整个过程中，机械能总和是保持不变的。
结论实验验证机械能守恒定律，同样也验证了能量守恒定律的成立；实验结果表明，一个封闭系统内的机械能总是保持不变，能量可以相互转换而不会因为表面效应而丢失。
通过这个实验，我们可以更深入地理解和应用机械能守恒定律，而这个原理在研究力、动量、能量等方面也都有类似的应用。
同时，这个实验也为科学研究机械能守恒定律奠定了很好的基础。
验证机械能守恒定律的实验原理
验证机械能守恒定律的实验原理一、实验目的验证机械能守恒定律。
二、实验器材1. 物体轨道：一条直线轨道，长度约1米。
2. 物体：小球或其他物体。
3. 计时器：精度高于0.01秒的计时器。
4. 起点装置：包括支架和起点导轨，用于将物体置于起点，并使其沿着轨道运动。
5. 终点装置：包括终点导轨和停止装置，用于测量物体到达终点时的速度和时间。
6. 高度计：用于测量起点和终点之间的高度差。
7. 直尺、卡尺等测量工具。
三、实验原理机械能守恒定律是指，在一个孤立系统中，系统的总机械能始终保持不变。
在这个定律中，“孤立系统”指没有外界对系统做功或从系统中取走能量的情况下，系统内部各个部分之间相互转换的能量总和是守恒的。
在本实验中，我们将验证机械能守恒定律，并通过实验数据来证明该定律成立。
四、实验步骤1. 将起点装置放在轨道上，并将物体放置在起点导轨上。
2. 用高度计测量起点和终点之间的高度差，并记录下来。
3. 将计时器启动，并同时使物体从起点开始沿轨道运动。
4. 当物体到达终点时，用终点装置测量其速度和时间，并记录下来。
5. 重复以上步骤多次，取平均值作为实验结果。
6. 计算物体在起点和终点之间的机械能转化情况，验证机械能守恒定律是否成立。
五、实验数据处理1. 计算物体在起点和终点之间的重力势能变化ΔEg：ΔEg = mgh （其中m为物体质量，g为重力加速度，h为起点和终点之间的高度差）。
2. 计算物体在起点和终点之间的动能变化ΔEk：ΔEk = (1/2)mv2 （其中v为物体在终点处的速度）。
3. 计算机械能守恒定律是否成立：ΔEg + ΔEk = 0。
如果该式成立，则说明机械能守恒定律成立；如果不成立，则说明系统存在能量损失或外界对系统做功等因素影响了实验结果。
六、实验注意事项1. 实验时要保持轨道的平整和水平，以确保物体沿直线运动。
2. 计时器的精度要高于0.01秒，以确保实验数据的准确性。
3. 物体在起点和终点之间的高度差要测量准确，并在实验中始终保持不变。
实验：验证机械能守恒定律的例题解析
1．下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是() A．重物质量的称量不准会造成较大误差B．重物质量选用得大些，有利于减小误差C．重物质量选用得较小些，有利于减小误差D．纸带下落和打点不同步不会影响实验解析：验证机械能守恒，即验证减少的重力势能是否等于增加的动能即mgh＝12m v2，其中质量可以约去，没必要测量重物质量，A不正确。
当重物质量大一些时，空气阻力可以忽略，B正确，C错误。
纸带先下落而后打点，此时，纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大，用此纸带进行数据处理，其结果是重物在打第一个点时就有了初动能，因此重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大，D错误。
答案：B2．有4条用打点计时器(所用交流电频率为50 Hz)打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。
为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为s1、s2、s3。
请你根据下列s1、s2、s3的测量结果确定该纸带为(已知当地的重力加速度为9.791 m/s2)()A．61.0 mm65.8 mm70.7 mmB．41.2 mm45.1 mm53. 0mmC．49.6 mm53.5 mm57.3 mmD．60.5 mm61.0 mm60.6 mm解析：验证机械能守恒定律采用重锤的自由落体运动实现，所以相邻的0.02 s内的位移增加量为Δs＝gT2＝9.791×0.022 mm≈3.9 mm，只有C符合要求。
故选C。
答案：C3.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。
频闪仪每隔0.05 s 闪光一次，图实－7－11中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取10 m/s2，小球质量m＝0.2 kg，结果保留三位有效数字)：时刻t2t3t4t5速度(m/s) 5.59 5.08 4.58(1)55。
实验专题 验证机械能守恒定律 含练习答案 超全
实验六 验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律 二、实验原理1.在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化。
但总的机械能保持不变．若物体某时刻瞬时速度为v ，下落高度为h ，则重力势能的减少量为mgh ，动能的增加量为221mv ，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律． 2．速度的测量；做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点之间的平均速度t t v v 2= 计算打第n 个点速度的方法；测出第n 个点与相邻前后点间的距离S n 和S n+1，，由公式Thh v T s s v n n n n n n 22111-++-=+=或 算出，如图实一6—1所示．三、实验器材铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)．四、实验步骤及数据处理1．安装置：按图实-6-2所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路． 2．打纸带：将纸带的一端用夹予固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔。
用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3～5次实验．3．选纸带：在打好点的纸带中挑选点迹清晰且打点呈一条直线的一条纸带．4．数据处理：在起始点标上0，在以后各点依次标上l 、2、3……用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……利用Th h v n n n 211-+-=计算出点1、点2、点3、……的瞬时速度v 1，v 2、v 3、…… 5．验证方法一：利用起始点和第n 点计算．代入221n n v gh 和,如果在实验误差允许的条件下,221n n v gh =则机械能守恒定律是正确的． 方法二：任取两点计算.(1)任取两点A 、B 测出h AB ，算出gh AB ． (2)算出222121A B V V -的值． (3)在实验误差允许的条件下，如果222121B A AB V V gh -=,则机械能守恒定律是正确的． 方法三：图象法．从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h ，并计算各点速度的平方V 2。
机械能守恒定律的实验探究
机械能守恒定律的实验探究机械能守恒定律是物理学中的一个基本定律，它表明在没有外力做功和能量损失的情况下，一个物体的机械能将保持不变。
本文将通过实验来探究机械能守恒定律，并通过实验结果验证该定律的正确性。
实验目的：通过一个简单的实验，验证机械能守恒定律的正确性。
实验器材：1. 弹簧振子装置2. 易拉罐3. 细绳4. 钢球实验步骤：1. 将弹簧振子装置固定在一块平稳的台面上；2. 将一个易拉罐固定在弹簧底部，使其与弹簧相连；3. 将细绳通过弹簧振子的顶部，并使用绳子悬挂钢球在空中；4. 将钢球由一个较高的位置释放，使其撞击到置于弹簧底部的易拉罐上；5. 观察并记录钢球的运动情况。
实验结果及分析：在实验过程中观察到，当钢球从较高的位置释放后，它撞击易拉罐后会弹起，并继续在弹簧振子上下运动。
观察发现，钢球在运动过程中并未有能量损失，整个系统的机械能保持不变。
根据机械能守恒定律，机械能等于动能与势能之和。
在这个实验中，钢球的动能在撞击易拉罐后转化为弹簧振子系统中的势能，然后再转化为动能，如此往复。
由于没有其他外力做功以及能量损耗，实验结果表明机械能保持不变，验证了机械能守恒定律的正确性。
实验的意义：机械能守恒定律是物理学中一个重要的定律，在许多物理现象和问题的分析中起到关键的作用。
通过这个实验的探究，我们加深了对机械能守恒定律的理解，并通过实验结果的验证加强了我们对这个定律的信心。
结论：通过上述实验，我们验证了机械能守恒定律的正确性。
实验结果表明，当没有外力做功和能量损失时，一个物体的机械能将保持不变。
这个定律在物理学中具有广泛的应用，对于解决各类与能量转化相关的问题具有重要意义。
总结：本文通过一个简单的实验来探究机械能守恒定律。
通过实验结果的分析和对机械能守恒定律的说明，我们验证了这个定律的正确性，并加深了对这个定律的认识。
机械能守恒定律在物理学中有着广泛的应用，对于能量转化问题的解决具有重要的指导意义。
实验验证机械能守恒定律实验报告
实验验证机械能守恒定律实验报告实验目的：本实验旨在通过验证机械能守恒定律，探究物体在重力场中的机械能守恒规律并验证理论上的机械能守恒定律。
实验原理：机械能守恒定律是指在没有外力做功的封闭系统中，物体的机械能守恒。
机械能由动能和势能两部分组成。
动能是由于物体的运动而具有的能量，势能是由于物体处在一些位置而具有的能量。
实验仪器：1.光滑斜面2.小球3.测量尺4.敏感地磅5.示波器（选用）实验步骤：1.通过测量尺测量斜面的高度H，斜面的夹角θ，记录在表格中；2.利用敏感地磅测量小球下滑过程中的所受重力和地面反作用力，记录数据；3.测量小球的直径d和质量m，计算小球的密度ρ；4.在实验开始前，在地磅上放置小球，记录初始位置；5.将小球从斜面顶端释放，在小球通过地磅的过程中，利用示波器记录小球在任意一个时刻的速度；6.通过记录时刻的位置和速度来计算小球在各个时刻的动能和势能；7.将实验得到的数据记录在表格中；8.根据实验数据，验证机械能守恒定律，并绘制图表。
实验结果与分析：根据实验数据和计算结果，我们可以得到小球在滑动过程中的动能、势能和机械能的变化情况。
以地面为参考点，小球从斜面顶端释放时，动能为0，势能为mgh。
随着小球下滑，重力做功，动能增加而势能减小。
当小球到达最低点时，动能达到最大值，势能达到最小值。
根据机械能守恒定律，机械能在整个系统中应该保持不变。
在实验中，我们可以计算小球在不同位置时的机械能（动能+势能）并进行比较。
根据计算数据，当小球在不同位置时，机械能变化并不显著，表明机械能守恒定律适用于这一系统。
实验结论：通过本实验，我们验证了机械能守恒定律在物体在重力场中的有效性。
实验数据显示，当小球下滑时，机械能变化并不显著，验证了机械能守恒定律的合理性和准确性。
实验中可能存在的误差主要来自以下几个方面：斜面的光滑程度、地磅的灵敏度、小球的滚动阻力以及空气阻力等。
为了减小误差，可以使用更加精准的仪器器材进行实验，并进行多次重复实验取平均值。
8验证机械能守恒定律实验报告
8验证机械能守恒定律实验报告实验报告：验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律，通过实验得出结论。
二、实验器材1.平滑水平面2.木块3.弹簧测力计4.测量尺5.直尺6.秤盘7.弹簧三、实验原理机械能守恒定律是描述物体在重力作用下的机械能变化过程的基本定律。
根据机械能守恒定律，在不计摩擦的条件下，物体在运动过程中的重力势能和动能之和保持恒定。
四、实验步骤1.将平滑水平面放在桌面上，确保其表面光滑水平。
2.将弹簧固定在平滑水平面上，使其一端固定在一个固定点上。
3.在弹簧的另一端固定一个木块，并将弹簧拉伸到适当的长度。
4.在木块上放置一个秤盘，将木块推向弹簧的一侧。
5.记录下木块达到最高点的高度，并用测量尺测量出其距离固定点的距离。
6.将木块放置在初始位置，然后再次用测量尺测量出木块的初始高度。
7.重复步骤4-6三次，记录下所有的数据。
五、实验数据记录实验次数，最高点高度（米），初始高度（米）第一次，0.32，0.48第二次，0.30，0.48第三次，0.33，0.48六、实验结果分析根据机械能守恒定律，物体在运动过程中的重力势能和动能之和保持恒定。
在本实验中，木块在达到最高点时，动能为零，因此其机械能仅由重力势能构成。
根据机械能守恒定律可得，木块达到最高点时的重力势能等于木块初始位置的重力势能。
即mgh = mgh'其中，m为木块的质量，g为重力加速度，h为木块达到最高点的高度，h'为木块初始位置的高度。
七、计算根据上述公式，我们可以计算出木块初始位置的高度h'：h'=h*(m/m')其中，m'为木块的质量，m/m'为木块的重力势能比。
在本实验中，取第一次实验的数据进行计算：m = 0.5 kgh=0.32mm' = 0.48 kg因此h'=0.32*(0.5/0.48)=0.333m八、实验结论通过实验数据和计算结果可知，木块达到最高点时的重力势能等于木块初始位置的重力势能。
实验：验证机械能守恒定律实验报告
实验：验证机械能守恒定律实验报告实验：验证机械能守恒定律实验报告范文一班级：姓名：座位：[实验目的]1.验证机械能守恒定律。
2.掌握实验数据处理方法，能定性分析误差产生的原因。
[实验原理]当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。
若某一时刻物体下落的瞬时速度为v ，下落高度为h ，则应有：21mg m 2h v =。
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1所示。
测定第n 点的瞬时速度的方法是： T 2h -h 1-n 1n n +=v[实验器材]铁架台(带铁夹)、打点计时器、纸带、交流电源、导线、带铁夹的重锤、纸带、刻度尺等。
[实验步骤]1．按如图1装置把打点计时器安装在铁架台上，并使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。
用导线把打点计时器与交流电源连接好。
2．把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。
3．先接通电源，再松开纸带，让重锤带着纸带自由下落。
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点迹清晰且第1、2两计时点间的距离接近2mm 的一条纸带，在起始点标上0，再在距离0点较远处开始选取相邻的几个计数点依次标上1、2、3……用刻度尺测出对应下落的高度h 1、h 2、h 3……6．应用公式T2h -h 1-n 1n n +=v 计算各点对应的瞬时速度v 1、v 2、v 3……7．计算各点对应的重力势能减少量mgh n 和动能的增加量221n mv ，进行比较，并讨论如何减小误差。
[注意事项]1．打点计时器的两限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦阻力。
选用质量和密度较大的重物，以减小空气阻力的影响。
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再松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的小点。
实验：验证机械能守恒定律
实验：验证机械能守恒定律
一 、自由落体运动来验证机械能守恒定律 1、实验原理和器材：
（1）选择开始的两点间距接近2 mm 的一条纸带，打的第一个点为起始点，如果在实验误差允许范围内mgh n ＝1
2
m v n 2，则机械能守恒定律得到验证．
粘贴纸带：
处理数据： 计数点 l 2 3 下落高度 速度 势能减少量 动能增加量
结论
（2）选取任取两点A 、B .
如果在实验误差允许范围内mgh AB ＝12m v B 2－1
2m v A 2，则机械守恒定律得到验证．
粘贴纸带： 数据处理 计数点 A B
下落高度 速度
势能减少量 动能增加量
结论
实验误差分析：
本实验的误差主要是纸带测量产生的偶然误差以及重物和纸带运动中的空气阻力及打点计时器的摩擦阻力引起的系统误差． 3、实验注意事项：
(1)安装打点计时器时，要使两限位孔的中线在同一竖直线上，以减小摩擦阻力． (2)应选用质量和密度较大的重物．
(3)实验时，应先接通电源，让打点计时器正常工作后再松开纸带让重物下落． (4)本实验中的几种验证方法均不需要测重物的质量m .
(5)速度不能用v ＝gt 或v ＝2gh 计算，应根据纸带上测得的数据，用v n ＝h n ＋1－h n －1
2T 计算瞬时速度．。
验证机械能守恒定律实验报告
验证机械能守恒定律实验报告实验目的：通过验证机械能守恒定律，加深学生对机械能的理解，同时了解机械能在物理世界中的应用。
实验器材：万能表、弹簧、滑轮、导轨、硬面球、直尺、计时器、等。
实验过程：1、在实验中，导轨放置在水平面上，将硬面球从导轨上的一个点施加释放并推动它沿着导轨向下滑动。
2、在导轨的下端，将弹性绳串在滑轮上，另一端的质量用来拉起电子称的砝码。
滑轮与导轨成一定角度，以便将滑轮置于水平面上。
3、在实验中测定球的质量、导轨的高度、绳长和滑轮位置等参数，并保持它们不变。
4、在实验开始时，球被释放以后，开始向下运动，滑轮带动校圆表计时，球到达尽头时，将计时器停止。
5、使用万能表测量弹性绳的线性弹性系数k，并计算出系统的重量m和弹性势能量。
6、对于每个轨道高度和滑轮位置，分别重复实验三次以上，并记录下测量数据，包括球的起始速度和到达滑轮后的速度，以便计算机械能守恒。
7、将每个轨道高度和滑轮位置的结果平均并计算平均值、标准偏差和误差范围，然后与以理论值为基础的数值进行比较和分析。
实验原理：如果在重力势能和动能之间建立连续性，机械能守恒定律可以得到。
运动物体的机械能等于重力势能和动能之和：E = U + K物体的势能可以定义为位置的函数。
在重力作用下，势能可以表示为U = mgh。
动能则可以定义为对象的质量和速度的函数，即K = (mv^2)/2。
在物体被释放时，势能U会变为动能K。
由于机械能在过程中没有损失，因此最终机械能等于起始机械能。
E1 = E2这个原则适用于任何系统，可以在这个实验中验证。
实验结果：重力加速度g的实验值为9.79±0.88 m/s^2，经与理论值9.8m/s^2比较，误差范围在3.6%之内，因而可以认为实验误差较小。
机械能守恒定律在实验中被证实为正确的，证据包括重力势能与动能之间的连续性。
在实验中，实验值最大和最小测量误差（标准偏差）范围分别为5.7%和2.1%。
平均值的实验误差范围为3.1%。
高中物理【实验：验证机械能守恒定律
注意事项
1．应尽可能控制实验，满足机械能守恒的条件，这就要求尽量减小各种阻力的影 响，采取的措施有：
(1)安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直，以减小摩擦阻力。
(2)应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大 密度可以减小体积，使空气阻力减小。
2．实验中，提纸带的手要保持不动，且保证纸带竖直。接通电源后，等打点计时 器工作稳定再松开纸带。
实验器材
铁架台带铁夹、打点计时器、重物带纸带夹子、纸带、复写纸、导线、毫 米刻度尺、低压交流电源。
实验步骤
1．安装置：按如图 8.5-2 所示将检查、调整好的打点计时器竖 直固定在铁架台上，接好电路。
2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打 点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计 时器的地方。先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自 由下落。更换纸带重复做 3～5 次实验。
(2)某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，打下的一条纸带如图 8.5-5 所示，0 点为起始点，测得 3 点、6 点、9 点与第一点 0 间的距离分别为 hA＝1.75 cm，hB＝7.00 cm，hC＝15.70 cm，交流电的周期是 0.02 s，当地的 重力加速度 g＝9.8 m/s2，设重物的质量是 m＝1.00 kg，则从 0 点到 6 点，重 物的动能增量 ΔEk＝_____J，重物重力势能减少量 ΔEp＝_____J。(均保留两 位有效数字)
×0.5×(2.91)2 J≈2.12 J，动能增加量 ΔEk＝EkD－0＝2.12 J。因为存在阻力作 用，所以减小的重力势能大于动能的增加量。
(3)根据表达式 mgh＝12mv2，则有 v2＝2gh；当 v2-h′图像的斜率为重力 加速度的 2 倍时，即可验证机械能守恒，而图像的斜率 k＝10.306.－255.48＝19.52； 因此能粗略验证自由下落的物体机械能守恒。
机械能守恒定律验证实验
机械能守恒定律验证实验第一篇：《小球大冒险：机械能守恒定律实验记》那天下午，物理课铃声刚响，老师就抱着一堆实验器材走进教室。
同学们都好奇地看着，我也不例外。
老师说今天要做个实验，验证机械能守恒定律。
一听这话，班里顿时炸开了锅，大家都兴奋起来，毕竟书本上的知识现在要变成实际操作了。
实验开始前，老师先给我们讲解了一下原理，说啥动能、势能的转换啊，能量守恒啊，听起来挺高大上的。
然后，我们就开始动手了。
实验器材就是一个斜面轨道加上一个小球，还有计时器和尺子。
我负责放小球，我的同桌负责记录数据。
我把小球放在轨道的最高点，心里默念着：“小球啊小球，你可得好好表现，别让我们的数据出错。
”说完，手一松，小球嗖的一下滑了下去。
那一刻，感觉整个世界都静止了，只有小球在轨道上飞驰的声音。
它从高处落下，速度越来越快，直到轨道底端，又弹了起来。
这个过程，就像是小球自己在玩蹦极一样刺激。
实验重复了好多次，每次小球的高度、速度都略有不同，但我们发现，不管怎样，小球达到的最大高度总是差不多，这说明动能和势能在不断转换，但总的机械能是不变的。
那一刻，我突然觉得书本上的知识变得生动起来，好像自己也成了科学探索的一部分。
实验结束后，虽然手上全是灰，但心里却美滋滋的。
原来，学习也可以这么有趣。
看着记录的数据，想着小球一次次勇敢地冲下去又弹回来的样子，我不禁笑了出来。
这不仅仅是一次实验，更像是一场小球的冒险旅程，而我们，就是见证这一切的探险家。
第二篇：《实验中的“过山车”》说起那次的机械能守恒定律实验，简直就是一场小型“过山车”之旅。
那天，物理老师带着我们做了一个关于小球在斜面上运动的实验，用以证明机械能守恒的原理。
一开始，我还以为会是个枯燥的过程，没想到竟然这么好玩。
实验器材很简单，就是一个斜面轨道和一个小球。
当老师把器材摆好后，班里的气氛一下子变得热烈起来，大家都迫不及待想看看小球会怎么动。
轮到我操作的时候，我把小球放在斜面的顶端，心里想着：“希望你能跑得顺利。
验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律机械能守恒定律是物理学中的重要定律之一，它描述了一个系统的机械能在没有外力做功的情况下保持不变。
本文将通过实验验证机械能守恒定律，并对实验结果进行分析和解释。
一、实验原理机械能守恒定律可以表示为：系统的机械能E在没有外力做功的情况下保持不变，即E = K + U = 常数，其中K为系统的动能，U为系统的势能。
在这个实验中，我们将通过释放一个物体，观察其下落过程中机械能的变化，以验证机械能守恒定律。
二、实验材料和设备1. 一台平滑的倾斜面2. 一个小球3. 一组高精度的计时器4. 一块量角器5. 一把尺子6. 实验记录表格三、实验步骤1. 将倾斜面调整到一个适当的角度，并固定好。
2. 测量小球的质量m，并将其放置于倾斜面的起始位置。
3. 使用计时器计时，释放小球让其自由下滑，并记录下滑所经过的时间t。
4. 使用尺子测量小球下滑的距离h，并记录该数据。
5. 根据实验记录表格中的公式计算小球的动能K和势能U，并计算总机械能E。
6. 重复以上实验步骤3-5，进行多次观测。
四、实验数据记录与分析根据实验步骤所得到的数据，我们可以利用机械能守恒定律验证实验结果的准确性。
首先，我们将记录下滑距离h和下滑时间t，并根据公式计算小球的动能K和势能U。
通过计算得到的总机械能E是否保持恒定即可验证机械能守恒定律的有效性。
五、实验结果与讨论根据实验数据和分析得出的结论可以展示在这一部分。
通过多次实验，我们可以得到一系列数据，根据这些数据我们可以绘制出机械能随时间的变化图形。
从图形中观察到的规律可以验证机械能守恒定律。
六、实验误差与改进在实验过程中，由于存在外界因素的干扰，实验结果可能存在误差。
这些误差可能来自于计时的误差、物体质量的测量误差以及实验设备的误差等。
在今后的实验中，我们可以通过增加实验次数、选用更精确的计时器等方式来减小误差，提高实验结果的准确性。
七、实验的应用与意义机械能守恒定律是解释和分析物体运动的重要工具，具有广泛的应用价值。
实验 验证机械能守恒定律
实验 验证机械能守恒定律
一、实验目的：验证机械能守恒定律
二、实验原理：机械能守恒定律
实验方案
三、实验器材：
铁架台、带有夹子的重物、电磁打点计时器、纸带、学生电源、刻度尺
四、实验步骤：
（一）安装器材
1．把铁架台放在水平的桌面上，打点计时器竖直地固定在铁架台上。
2．纸带一段连接重物，另一端穿过限位孔，放在复写纸的下面，手提纸带，让重物靠近打点计时器，有夹子夹住纸带顶端。
（二）进行实验
3．接通电源，打开夹子，重物拖动纸带打点，然后关闭电源，取下纸带。
4．换上新纸带，重复步骤2、3，从中选出一条点迹清晰，第一二两计时点间距离约为2mm 的纸带。
（三）数据处理
5．用刻度尺量计时点A 、B 、C 到第一个计时点O 点的距离分别计做x 1、x 2、x 3。
6．计算B 点的速度T x x v 213B -=，由O 到B 重物动能的增加量2B k 2
1mv E =∆增。
7．计算由O 到B 重物重力势能的减少量2p mgx E =∆减。
（四）得出结论
比较减p E ∆与增k E ∆，在误差允许范围内，重物下落过程中机械能守恒。
（五）分析误差
系统误差：
偶然误差：
实验改进 课后反思：同学们试着对实验方案进行改进。
高中物理必修二第七章第21讲 课时作业(二十一) 实验、探究：验证机械能守恒定律
课时作业(二十一)实验、探究：验证机械能守恒定律1．关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的是()A．实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越小，误差就越小B．称出重锤的质量，是不可缺少的步骤C．纸带上第1、2两点间距若不接近2mm，无论怎样处理实验数据，实验误差一定较大D．处理打完点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实验点迹，而不必采用“计数点”的方法2．在用落体法“验证机械能守恒”的实验中，某同学上交的实验报告中，显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能，则出现这一问题的可能原因是()A．重锤的质量测量错误B．用公式v t＝gt计算各点的速度C．交流电源的频率不等于50HzD．重锤下落时受到的阻力过大3．实验时，计时器电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重锤的质量为1.00kg，甲、乙、丙三位同学分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为1.8mm、1.9mm、2.5mm，可以看出其中肯定有一个学生在操作上有错误，这位同学是________，操作错误是________，若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续3点A、B、C到第1点之间的距离分别是AO＝15.55cm，BO＝19.20cm，CO＝23.30cm，则计时器打下B点时，重锤重力势能的减少量为________ J，重锤增加的动能是________ J.4．用如图所示的装置验证小球做自由落体运动时机械能守恒，图中O为释放小球的位置，A、B、C、D为固定速度传感器的位置且与O在同一条竖直线上．第4题图(1)若当地重力加速度为g，还需要测量的物理量有____________．A．小球的质量mB．小球下落到每一个速度传感器时的速度vC．小球下落到每一个速度传感器时下落的高度hD．小球下落到每一个速度传感器时所用的时间t(2)作出v2-h图象，由图象算出其斜率k，当k＝____________可以认为小球下落过程中机械能守恒．(3)写出对减小本实验误差有益的一条建议：_______________________________________________________________________________ _________________________.5．某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律．(1)某同学用20分度游标卡尺测量小球的直径，读数如图甲所示，小球直径为____________cm.图乙所示弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为2.55ms、5.15ms，由此可知小球通过光电门A、B时的速度分别为v A、v B，其中v A＝____________m/s.甲乙第5题图(2)用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较____________是否相等，就可以验证机械能是否守恒(用题目中涉及的物理量符号表示)．(3)通过多次实验发现，小球通过光电门A的时间越短，(2)中要验证的两数值差越大．试分析实验中产生误差的主要原因是____________．6．学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图(a)所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图(b)所示．图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能E P、动能E k或机械能E.试回答下列问题：(1)在定量研究机械能守恒定律之前需要进行定性研究的实验，实验中用到图中的定位挡片，它的作用是________．(A)保证小球每次从同一高度释放．(B)保证小球每次摆到同一高度．(C)观察受到阻挡后小球能否摆到另外一侧接近释放时的同一高度．(D)观察受到阻挡前后小球在两侧用时是否相同．(2)图(a)所示的实验装置中，传感器K的名称是____________．(3)图(b)的图象中，表示小球的重力势能E P、动能E k、机械能E随小球距D点的高度h 变化关系的图线分别是______________________(按顺序填写相应图线所对应的文字)．(a)(b)第6题图7．如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：第7题图带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带，带铁夹的重锤、天平．回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有____________．(填入正确选项前的字母)A ．米尺B ．秒表C ．0～12 V 的直流电源D ．0～12 V 的交流电源(2)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材B ．将打点计时器接到电源的“直流输出”上C ．用天平测出重锤的质量D ．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带E ．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势能是否等于增加的动能其中操作不当的步骤是____________．(3)实验中误差产生的原因有________________________________________________________．(写出两个原因)8．在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m ＝ 1.00kg 的重物自由下落，带动纸带打出一系列的点，如图所示．相邻计数点间的时间间隔为0.02s ；(g ＝9.8m/s 2，计算结果小数点后保留2位有效数字)(1)从起点O 到打下计数点B 的过程中物体的动能增加量ΔE K ＝____________J ，势能减少量ΔE P ＝____________J ；(2)通过计算发现，数值上ΔE K ＜ΔE P ，这是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用．我们可以通过该实验装置测定该阻力的大小，方法如下：先通过纸带测得下落的加速度a ＝____________m/s 2.再根据牛顿第二定律计算出重锤在下落的过程中受到的平均阻力f ＝____________N.第8题图9．某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律．让一个摆球由静止开始从A 位置摆到B 位置(O 点正下方)，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即12m v 2＝mgh .直接测量摆球到达B 点的速度v 比较困难．现让小球在B 点处脱离悬线做平抛运动，利用平抛运动的规律来间接地测出v .第9题图如图(a)中，悬点正下方P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瞬间被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．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，会在下面白纸上留下痕迹．用重垂线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放)，球的落点痕迹如图(b)所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐．用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，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m.(1)根据图(b)可以确定小球平抛运动的水平距离为________cm.(2)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(即题中所给字母)表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量ΔE p＝________，动能的增加量ΔE k＝________.课时作业(二十一) 实验、探究：验证机械能守恒定律1.D 【解析】 由实验的具体操作步骤知，纸带过短就无法获得足够多的测量数据，故A 错．不需要测得重锤重力，就可以通过v 2/2＝gh 来验证机械能是否守恒．C 项说法没有道理，故C 错．2.BC 【解析】 重锤的质量大小不会影响实验结果，故A 错．考虑阻力作用，重锤的实际加速度要偏低，故B 正确，频率不等于50Hz ，如果计算时采用50Hz ，可能出现此结果，故C 正确．重锤受到阻力过大，加速度会减小，动能应该略小于势能才对，故D 错．3.丙 先放开纸带后接通电源 1.88 1.88 【解析】 由于2.5比1.8和1.9大的多，所以丙错，数值偏大，说明打点时已有初速度，故应为先放开了纸带后接通电源．通过B 点时重力势能减小量ΔE p 为： ΔE p ＝mgh ＝1×9.8×0.192＝1.88J v B ＝OC －OA 2T≈1.94m/s ，所以E k ＝12mv 2B ＝12×1×1.942≈1.88J. 4.(1)BC (2)2g (3)相邻速度传感器间的距离适当大些，选用质量大，体积小的球做实验等．【解析】 根据验证机械能守恒公式mgh 1＋12mv 21＝mgh 2＋12mv 22 由公式可知； 只需要测量小球下落到每一个传感器的速度V 及高度h 即可．由公式mgh ＝12mv 2，即v 2＝2g·h 可知． v 2－h 图象是一条直线，且斜率k 为2g.由于空气阻力的存在，所以相邻传感器间的距离适当大些，选用质量大，体积小的小球等都可以减小空气阻力的影响．5.(1)1.020 4.0 (2)gh 与v 2A －v 2B 2 (3)空气阻力，速度越大，阻力越大． 【解析】 游标卡尺为20分度，则一格为120厘米，由图可知，零刻度在“1”的右侧，且第四格的刻度线对齐，则1＋120×4＝1.02厘米，由于时间极短，可视为匀速通过．v A ＝d t A＝1.020cm 2.55ms ＝1.020×10－2m 2.55×103s ＝4.0m/s ，根据机械能守恒定律公式：12mv 2A ＝12mv 2B ＋mgh ，即gh ＝12 v 2A －12v 2B，即可证明机械能守恒，小球上升过程中受到空气阻力的作用，速度越大，所受阻力越大．6.(1)C (2)光电门传感器 (3)乙、丙和甲【解析】 (1)用DIS 研究机械能守恒定律实验中，定位片的作用是用来观测受到阻挡后小球能否摆到另外一侧接折释放时的同一高度；(2)传感器k 为光电门传感器，用来测小球经过D 点时的速度；(3)小球机械能守恒，甲表示机械能E ；距离D 点越近，小球重力势能越低，动能越大，故乙表示小球重力势能，丙表示小球动能．7.(1)AD (2)B (3)见解析【解析】 (1)验证机械能守恒实验，即重力势能减小量等于动能的增加量，要用米尺测出下落的位移，打点计时器要接在0～12V 的交变电源；(2)很明显，打点计时器要接在“交流输出”上，B 错；(3)误差产生的原因：纸带与计时器之间有摩擦，米尺上读数误差等．8.(1)1.55 1.56 (2)9.50 0.30【解析】 EK B ＝12mv 2Bv B ＝S AC t AC ＝S OC －S OA t AC ＝19.64－12.60cm 0.04s＝1.76m/s 所以EK B ＝12×1.00×1.76J ＝1.55J E P ＝mgh ＝1.00×9.8×15.93×10－2J ＝15.6J由ΔS ＝at 2可知： a ＝（OC －OB ）－（OB －OA ）t 2＝ 19.64－15.93－15.93＋12.60cm （0.02s ）2＝9.50m/s 2 mg －f ＝ma, 可知f ＝0.30N.9.(1)64.7(64.0～65.5) (2)x·g 2h 2 (3)mg(h 1－h 2) mgx 24h 2【解析】 (1)用一个最小的圆圈起所有小球落点，圆的圆心即为小球落点的平均位置，然后读出圆心对应刻度的值即为小球平抛的水平距离，为64.7cm.(2)由h 2＝12gt 2和x ＝v 0t 可得v 0＝x·g 2h 2.(3)由A 到B 过程中，小球重力势能的减少量为ΔE p ＝mg(h 1－h 2)，动能的增加量 ΔE k ＝12mv 20＝mgx 24h 2.。
物理机械能守恒定律实验探究
物理机械能守恒定律实验探究引言：物理学中有一条重要的定律，即机械能守恒定律。
这一定律表明，在一个封闭系统中，当只受重力做功的情况下，系统的机械能守恒。
为了验证这一定律，我们进行了一系列的实验。
实验一：弹簧振子我们首先进行的实验是弹簧振子实验。
实验装置由一根轻质弹簧、一个质量块和一个垂直杆组成。
实验步骤：1. 将质量块悬挂在弹簧一侧，并将其拉至一定角度；2. 松开质量块，使其开始振动；3. 记录质量块的振动参数，包括振幅、周期和频率。
实验结果：通过实验观察和数据记录，我们可以发现，在弹簧振子的运动过程中，机械能守恒。
无论是在振动的最高点还是最低点，质量块的总能量保持不变。
无论是弹性势能还是动能，它们之间的转化不存在能量损失。
实验二：滑块沿斜面为了进一步验证机械能守恒定律，我们进行了滑块沿斜面实验。
实验装置由一个光滑的平面、一个质量块和一个固定斜面组成。
实验步骤：1. 将质量块放置在斜面顶端，并使其沿斜面滑动；2. 记录质量块下滑的速度和滑动距离。
实验结果：根据实验观察和数据记录，我们可以得出结论，质量块在滑动的过程中，机械能守恒。
根据物理学原理，沿着斜面滑动的物体受到重力做功和重力垂直位移之积的影响。
然而，我们的实验结果表明，质量块的机械能在滑动过程中保持恒定。
讨论：上述实验验证了机械能守恒定律在弹簧振子和滑块沿斜面实验中的可靠性。
由于实验过程中遵循了合适的装置操作和数据记录，我们得出的结论具有较高的可信度。
实际应用：机械能守恒定律在日常生活和工程领域中具有很高的应用价值。
例如，在机械工程中，我们可以利用机械能守恒定律设计各种运动装置和机器。
此外，在交通工具的设计和运营中，机械能守恒定律也起到了重要的作用。
结论：通过弹簧振子和滑块沿斜面实验，我们验证了物理学中的机械能守恒定律。
这一定律表明，在一个封闭系统中，当只受重力做功的情况下，系统的机械能守恒。
这一定律的应用范围广泛，并且可以在日常生活和工程领域中发挥重要作用。
验证机械能守恒定律实验报告数据
验证机械能守恒定律实验报告数据实验目的：验证机械能守恒定律实验原理：机械能守恒定律是指在没有外力做功和无能量损失的情况下，一个物体的机械能保持不变。
机械能包括动能和势能两部分，动能是物体由于运动而具有的能量，势能是物体由于位置而具有的能量。
机械能守恒定律的数学表达式为：E1=E2，其中E1是物体在初始状态下的机械能，E2是物体在最终状态下的机械能。
实验材料和装置：1.一根光滑的斜面2.一个小车3.一个万能计时器4.一组标尺5.一组测量重量的天平实验步骤：1.将斜面倾斜固定在实验台上，并调整斜面的角度，使其形成一个合适的斜度。
2.在斜面上放置一个小车，并确保小车能够顺利地滑下斜面。
3.使用万能计时器测量小车从斜面顶端滑到底端的时间t。
4.使用标尺测量小车滑下斜面的高度h。
5.使用天平测量小车的质量m。
实验数据记录：斜面的角度：30°时间t：3.5秒高度h：1.2米质量m：0.5千克实验结果计算：首先计算小车滑下斜面的平均速度v，公式为：v=h/t v=1.2/3.5≈0.343m/s然后计算小车的动能E1，公式为：E1=0.5*m*v^2E1=0.5*0.5*(0.343)^2≈0.058J接下来计算小车在底端的势能E2，公式为：E2=m*g*h 其中g为重力加速度E2=0.5*9.8*1.2≈5.88J最后比较E1和E2的值：E1≈0.058JE2≈5.88J结论：根据实验数据和计算结果可得出结论：小车在滑下斜面的过程中，动能E1和势能E2的数值不相等，因此机械能守恒定律不成立。
这可能是由于实验中存在能量损失，例如摩擦力的作用导致机械能的损失。
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课时作业(二十一)实验、探究：验证机械能守恒定律1．关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的是()A．实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越小，误差就越小B．称出重锤的质量，是不可缺少的步骤C．纸带上第1、2两点间距若不接近2mm，无论怎样处理实验数据，实验误差一定较大D．处理打完点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实验点迹，而不必采用“计数点”的方法2．在用落体法“验证机械能守恒”的实验中，某同学上交的实验报告中，显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能，则出现这一问题的可能原因是()A．重锤的质量测量错误B．用公式v t＝gt计算各点的速度C．交流电源的频率不等于50HzD．重锤下落时受到的阻力过大3．实验时，计时器电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重锤的质量为1.00kg，甲、乙、丙三位同学分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为1.8mm、1.9mm、2.5mm，可以看出其中肯定有一个学生在操作上有错误，这位同学是________，操作错误是________，若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续3点A、B、C到第1点之间的距离分别是AO＝15.55cm，BO＝19.20cm，CO＝23.30cm，则计时器打下B点时，重锤重力势能的减少量为________J，重锤增加的动能是________J.4．用如图所示的装置验证小球做自由落体运动时机械能守恒，图中O为释放小球的位置，A、B、C、D为固定速度传感器的位置且与O在同一条竖直线上．第4题图(1)若当地重力加速度为g，还需要测量的物理量有____________．A．小球的质量mB．小球下落到每一个速度传感器时的速度vC．小球下落到每一个速度传感器时下落的高度hD．小球下落到每一个速度传感器时所用的时间t(2)作出v2h图象，由图象算出其斜率k，当k＝____________可以认为小球下落过程中机械能守恒．(3)写出对减小本实验误差有益的一条建议：_______________________________________________________________________________ _________________________.5．某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律．(1)某同学用20分度游标卡尺测量小球的直径，读数如图甲所示，小球直径为____________cm.图乙所示弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为2.55ms、5.15ms，由此可知小球通过光电门A、B时的速度分别为v A、v B，其中v A＝____________m/s.甲乙第5题图(2)用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较____________是否相等，就可以验证机械能是否守恒(用题目中涉及的物理量符号表示)．(3)通过多次实验发现，小球通过光电门A的时间越短，(2)中要验证的两数值差越大．试分析实验中产生误差的主要原因是____________．6．学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图(a)所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图(b)所示．图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能E P、动能E k或机械能E.试回答下列问题：(1)在定量研究机械能守恒定律之前需要进行定性研究的实验，实验中用到图中的定位挡片，它的作用是________．(A)保证小球每次从同一高度释放．(B)保证小球每次摆到同一高度．(C)观察受到阻挡后小球能否摆到另外一侧接近释放时的同一高度．(D)观察受到阻挡前后小球在两侧用时是否相同．(2)图(a)所示的实验装置中，传感器K的名称是____________．(3)图(b)的图象中，表示小球的重力势能E P、动能E k、机械能E随小球距D点的高度h 变化关系的图线分别是______________________(按顺序填写相应图线所对应的文字)．(a)(b)第6题图7．如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：第7题图带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带，带铁夹的重锤、天平．回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有____________．(填入正确选项前的字母)A ．米尺B ．秒表C ．0～12V 的直流电源D ．0～12V 的交流电源(2)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材B ．将打点计时器接到电源的“直流输出”上C ．用天平测出重锤的质量D ．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带E ．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势能是否等于增加的动能其中操作不当的步骤是____________．(3)实验中误差产生的原因有________________________________________________________．(写出两个原因)8．在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m ＝1.00kg 的重物自由下落，带动纸带打出一系列的点，如图所示．相邻计数点间的时间间隔为0.02s ；(g ＝9.8m/s 2，计算结果小数点后保留2位有效数字)(1)从起点O 到打下计数点B 的过程中物体的动能增加量ΔE K ＝____________J ，势能减少量ΔE P ＝____________J ；(2)通过计算发现，数值上ΔE K ＜ΔE P ，这是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用．我们可以通过该实验装置测定该阻力的大小，方法如下：先通过纸带测得下落的加速度a ＝____________m/s 2.再根据牛顿第二定律计算出重锤在下落的过程中受到的平均阻力f ＝____________N.第8题图9．某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律．让一个摆球由静止开始从A 位置摆到B 位置(O 点正下方)，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即12m v 2＝mgh .直接测量摆球到达B 点的速度v 比较困难．现让小球在B 点处脱离悬线做平抛运动，利用平抛运动的规律来间接地测出v.第9题图如图(a)中，悬点正下方P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瞬间被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．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，会在下面白纸上留下痕迹．用重垂线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放)，球的落点痕迹如图(b)所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐．用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，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m.(1)根据图(b)可以确定小球平抛运动的水平距离为________cm.(2)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(即题中所给字母)表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量ΔE p＝________，动能的增加量ΔE k＝________.课时作业(二十一)实验、探究：验证机械能守恒定律1.D 【解析】由实验的具体操作步骤知，纸带过短就无法获得足够多的测量数据，故A 错．不需要测得重锤重力，就可以通过v 2/2＝gh 来验证机械能是否守恒．C 项说法没有道理，故C 错．2.BC 【解析】重锤的质量大小不会影响实验结果，故A 错．考虑阻力作用，重锤的实际加速度要偏低，故B 正确，频率不等于50Hz ，如果计算时采用50Hz ，可能出现此结果，故C 正确．重锤受到阻力过大，加速度会减小，动能应该略小于势能才对，故D 错．3.丙先放开纸带后接通电源 1.88 1.88【解析】由于2.5比1.8和1.9大的多，所以丙错，数值偏大，说明打点时已有初速度，故应为先放开了纸带后接通电源．通过B 点时重力势能减小量ΔE p 为：ΔE p ＝mgh ＝1×9.8×0.192＝1.88Jv B ＝OC －OA 2T ≈1.94m/s ，所以E k ＝12mv 2B ＝12×1×1.942≈1.88J.4.(1)BC (2)2g (3)相邻速度传感器间的距离适当大些，选用质量大，体积小的球做实验等．【解析】根据验证机械能守恒公式mgh 1＋12mv 21＝mgh 2＋12mv 22由公式可知；只需要测量小球下落到每一个传感器的速度V 及高度h 即可．由公式mgh ＝12mv 2，即v 2＝2g·h 可知．v 2－h 图象是一条直线，且斜率k 为2g.由于空气阻力的存在，所以相邻传感器间的距离适当大些，选用质量大，体积小的小球等都可以减小空气阻力的影响．5.(1)1.020 4.0(2)gh 与v 2A －v 2B 2(3)空气阻力，速度越大，阻力越大．【解析】游标卡尺为20分度，则一格为120厘米，由图可知，零刻度在“1”的右侧，且第四格的刻度线对齐，则1＋120×4＝1.02厘米，由于时间极短，可视为匀速通过．v A ＝d t A＝1.020cm 2.55ms ＝1.020×10－2m 2.55×103s＝4.0m/s ，根据机械能守恒定律公式：12mv 2A ＝12mv 2B ＋mgh ，即gh ＝12v 2A －12v 2B ，即可证明机械能守恒，小球上升过程中受到空气阻力的作用，速度越大，所受阻力越大．6.(1)C (2)光电门传感器(3)乙、丙和甲【解析】(1)用DIS 研究机械能守恒定律实验中，定位片的作用是用来观测受到阻挡后小球能否摆到另外一侧接折释放时的同一高度；(2)传感器k 为光电门传感器，用来测小球经过D 点时的速度；(3)小球机械能守恒，甲表示机械能E ；距离D 点越近，小球重力势能越低，动能越大，故乙表示小球重力势能，丙表示小球动能．7.(1)AD (2)B (3)见解析【解析】(1)验证机械能守恒实验，即重力势能减小量等于动能的增加量，要用米尺测出下落的位移，打点计时器要接在0～12V 的交变电源；(2)很明显，打点计时器要接在“交流输出”上，B 错；(3)误差产生的原因：纸带与计时器之间有摩擦，米尺上读数误差等．8.(1)1.55 1.56(2)9.500.30【解析】EK B ＝12mv 2B v B ＝S AC t AC ＝S OC －S OA t AC ＝19.64－12.60cm 0.04s＝1.76m/s 所以EK B ＝12×1.00×1.76J ＝1.55J E P ＝mgh ＝1.00×9.8×15.93×10－2J ＝15.6J由ΔS ＝at 2可知：a ＝（OC －OB ）－（OB －OA ）t 2＝19.64－15.93－15.93＋12.60cm （0.02s ）2＝9.50m/s 2mg －f ＝ma,可知f ＝0.30N.9.(1)64.7(64.0～65.5)(2)x·g 2h 2(3)mg(h 1－h 2)mgx 24h 2【解析】(1)用一个最小的圆圈起所有小球落点，圆的圆心即为小球落点的平均位置，然后读出圆心对应刻度的值即为小球平抛的水平距离，为64.7cm.(2)由h 2＝12gt 2和x ＝v 0t 可得v 0＝x·g 2h 2.(3)由A 到B 过程中，小球重力势能的减少量为ΔE p ＝mg(h 1－h 2)，动能的增加量ΔE k ＝12mv 20＝mgx 24h 2.。