验证机械能守恒定律
实验验证机械能守恒
①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是_A__B_____． A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．两限位孔在同一竖直面内上下对正 C．精确测量出重物的质量 D．用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物
(4)大多数的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因_C___． A．利用公式v＝gt计算重物速度 B．利用公式v＝ 计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法
(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量 它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2—h图象，并做如下 判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证
②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到 了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示，纸带上各点是打点 计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点．重物下落高度应从纸带上计时 点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有__B_C_____．
●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
竖直平面内以减少摩擦阻力．
2．重物密度要大：重物应选用质量大、体积小、密度大的材料．
3．一先一后：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＝
vn＝
或vn＝gt来计算.
②利用纸带数据，根据 mgh＝12mv2 即可验证机械能守恒定 律．要从纸带上测出重物下落的高度并计算出对应的速度，选项 A、 D 的条件中，下落高度与所能计算的速度不对应；选项 B 的条件符 合要求，可以取重物下落 OC 时处理；选项 C 中，可以求出 C、F 点的瞬时速度，又知 C、F 间的距离，可以利用12mv22－12mv21＝mgΔh 验证机械能守恒定律．
实验七 验证机械能守恒定律
实验七 验证机械能守恒定律1．实验目的验证机械能守恒定律。
2．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13．实验器材打点计时器、交流电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线。
4．实验步骤(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，再释放纸带，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：分两种情况说明①若选第1点O 到下落到某一点的过程，即用mgh ＝12m v 2来验证，应选点迹清晰，且第1、2两点间距离接近2__mm 的纸带(电源频率为50 Hz)。
②用12m v 2B －12m v 2A ＝mgh AB 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点为基准点即可。
5．实验结论 在误差允许的范围内，自由落体运动过程机械能守恒。
1．误差分析(1)测量误差：减小测量误差的方法，一是测下落距离时都从O 点量起，一次将所打各点对应重物下落高度测量完，二是多测几次取平均值。
(2)系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量ΔE k ＝12m v 2n 必定稍小于重力势能的减少量ΔE p ＝mgh n ，改进办法是调整安装的器材，尽可能地减小阻力。
2．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，以减少摩擦阻力。
(2)重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。
(3)应先接通电源，让打点计时器正常工作，后释放纸带让重物下落。
(4)测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用v n ＝h n ＋1－h n －12T，不能用v n ＝2gh n 或v n ＝gt 来计算。
机械能守恒定律说课稿 实验验证《机械能守恒定律》的说课稿(优秀6篇)
机械能守恒定律说课稿实验验证《机械能守恒定律》的说课稿(优秀6篇)在教学工作者实际的教学活动中，时常要开展说课稿准备工作，编写说课稿是提高业务素质的有效途径。
那么问题来了，说课稿应该怎么写？如下是勤劳的编辑给大家分享的实验验证《机械能守恒定律》的说课稿【优秀6篇】，欢迎阅读，希望对大家有所帮助。
能量守恒定律说课稿篇一一。
教学内容：第九节实验：验证机械能守恒定律第十节能量守恒定律与能源二。
知识要点：1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。
掌握验证机械能守恒定律的实验原理。
通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。
培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。
2.理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。
通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的确切含义。
三。
重难点解析：1.实验：验证机械能守恒定律实验目的：验证机械能守恒定律。
实验原理：通过实验，分别求做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量。
若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律：△ep=△ek实验器材打点计时器及电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、带有铁夹的铁架台、导线。
实验步骤：（1）如图所示装置，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器。
（2）用手握着纸带，让重物静止地靠近打点计时器的地方，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点。
（3）从打出的几条纸带中挑选一、二点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量，记下一个点的位置o，并在纸带上从任意点开始依次选取几个计数点1、2、3、4…，并量出各点到o点的距离h1、h2、h3…，计算相应的重力势能减少量，mgh。
如图所示。
（4）依步骤（3）所测的各计数点到o点的距离hl、h2、h3…，根据公式vn=计算物体在打下点l、2…时的即时速度v1、v2…。
计算相应的动能（5）比较实验结论：在重力作用下，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒。
实验6 验证机械能守恒定律
实验六验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律。
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12m v2，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：做匀变速直线运动的物体某段位移中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度。
计算打第n点速度的方法：测出第n点与相邻前后点间的距离x n和x n＋1，由公式v n＝x n＋x n＋12T计算，或测出第n－1点和第n＋1点与起始点的距离h n－1和h n＋1，由公式v n＝h n＋1－h n－12T算出，如图所示。
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)。
1．安装置：如图所示，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。
3．选纸带：分两种情况说明(1)用12m v2n＝mgh n验证时，应选点迹清晰，且第1、2两点间距离接近2 mm的纸带。
若第1、2两点间的距离大于2 mm，则可能是由于先释放纸带后接通电源造成的。
这样，第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选。
(2)用12m v2B－12m v2A＝mgΔh验证时，处理纸带时不必从起始点开始计算重力势能的大小，这样，纸带上打出的起始点O后的第一个0.02 s内的位移是否接近2 mm，以及第一个点是否清晰也就无关紧要了，实验打出的任何一条纸带，只要后面的点迹清晰，都可以用来验证机械能守恒定律。
1．测量计算在起始点标上0，在以后各计数点依次标上1、2、3…，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3…。
实验七验证机械能守恒定律
2.（2023·江苏扬州中学模拟）某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机 械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过光电门1和光 电门2，光电计时器记录下小球通过光电门的时间Δt1、Δt2，已知当地的重 力加速度为g。
目录
（1）该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图2所示，则其直径d
比实际值偏小，从而使瞬时速度的测量值增大。
答案 （3）增大
目录
（4）已知重锤A和B的质量均为M，某小组在重锤B下面挂质量为m的重物C由静
止释放验证系统运动过程中的机械能守恒，某次实验中从纸带上测量A由静止上
升h高度时对应计时点的速度为v，则验证系统机械能守恒定律的表达式
是
。
目录
目录
【典例4】 （2023·江苏南京高三月考）图甲是“验证机械能守恒定律”的装置， 气垫导轨上安装了1、2两个光电门，滑块上固定一竖直遮光条，滑块用细线绕 过定滑轮与钩码相连，细线与导轨平行。
重物动能的增加量为
。
目录
目录
（3）该同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离为h，计算对
应计数点的重物速度为v，得到如图丙所示的v2－h图像，由图像可求出当地的重
力加速度g＝
m/s2。
答案 （3） 9.70
目录
【典例2】 （2023·江苏溧阳市高三月考）在“验证机械能守恒定律”的学
第五章 机械能 实验七 验证机械能守恒定律
目 录 CONTENT
01 立足“四层”·夯基础 02 着眼“四翼”·探考点
立足“四层”·夯基础
目录
一、实验目的 验证机械能守恒定律。 二、实验原理
目录
2.速度的测量
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）。
第6讲 实验：验证机械能守恒定律
五、数据处理 1．求瞬时速度
由公式 vn＝hn＋12－Thn－1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 方法一：利用起始点和第 n 点计算，代入 ghn 和12v2n，如果在实验误差允许 的范围内，ghn＝12v2n，则验证了机械能守恒定律。 方法二：任取两点 A、B，测出 A、B 两点距离 hAB，算出 ghAB 和12vB2 －12v2A 的值，如果在实验误差允许的范围内，ghAB＝12v2B－12v2A，则验证了机械能 守恒定律。
在下列器材中，还必须使用的两种器材是________。
A．交流电源
B．刻度尺
C．天平(含砝码)
(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带
上选取三个连续打出的点 A、B、C，测得它们到起始点 O 的距离分别为 hA、
hB、hC。已知当地重力加速度为 g，打点计时器打点的周期为 T。设重物的质
左端固定，右端在 O 点；在 O 点右侧的 B、C 位置各安装一个光电门，计 时器(图中未画出)与两个光电门相连。先用米尺测得 B、C 两点间距离 s， 再用带有遮光条的滑块压缩弹簧到某位置 A，由静止释放，计时器显示遮 光条从 B 到 C 所用的时间为 t，用米尺测量 A、O 之间的距离 x。
(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是 v＝________。
(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________。(选填字母序号)
A．弹簧原长
B．当地重力加速度
3．第 2 题也可以利用计算法验证机械能守恒。计算法需要知道当地的重力 加速度，通过计算重力势能的减少量与动能的增加量是否相等验证机械 能守恒。
第七章 机械能守恒定律第9节实验：验证机械能守恒定律
科目教材版本章节（课题）主备人使用人物理人教版必修2第七章机械能守恒定律第9节实验：验证机械能守恒定律授课班级授课时间应到人数实到人数教学目标知识与技能1.要弄清实验目的，本实验为验证性实验，目的是利用重物的自由下落验证机械能守恒定律.2.要明确实验原理，掌握实验的操作方法与技巧、学会实验数据的采集与处理，能够进行实验误差的分析，从而使我们对机械能守恒定律的认识，不止停留在理论的推导上，而且还能够通过亲自操作和实际观测，从感性上增加认识，深化对机械能守恒定律的理解.3.通过学生自主学习，培养学生设计实验、采集数据，处理数据及实验误差分析的能力.过程与方法1.要明确纸带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法.2.通过同学们的亲自操作和实际观测掌握实验的方法与技巧.3.通过对纸带的处理过程，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法.4.通过实验过程使学生体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑.情感态度与价值观1.通过实验及误差分析，培养学生实事求是的科学态度，激发学生对物理规律的探知欲.2.培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同的见解.教学重点1.验证机械能守恒定律的实验原理.2.实验原理及方法的选择及掌握.教学难点实验误差分析的方法.导入新课请同学们思考，细绳的下端拴一个重球，上端固定在天花板上.把重球从平衡位置B拉到A，放开手，重球就在A、B间往复运动，如果空气阻力可以忽略不计，把铅笔放在B1的位置上，重球将沿怎样的弧线运动？它上升的最高点C1在什么地方？由此同学们得到什么启示？自主学习通过上一节课的学习，我们知道机械能守恒定律及其表达式以及其在物理学中的重要地位.一个规律的提出，不但要有理论的支持，还要由实验的验证，今天我们就设计实验，来验证机械能守恒定律.问题：1.机械能守恒定律的条件是什么？2.要验证机械能守恒应该创设什么样的问题情景？3.回顾以前学过的运动，哪种运动形式符合验证机械能守恒定律的条件？ 学生通过讨论，总结：1.机械能守恒定律的条件是：物体系统只有重力或弹力做功.2.要验证机械能守恒定律，应该符合守恒条件：只有重力或弹力做功.3.自由落体运动只受重力，符合验证条件.这节课我们通过设计实验，通过探究自由落体过程中能量的变化来验证机械能守恒定律. 指导学生阅读课本内容，找出利用自由落体运动验证机械能守恒定律的方法,培养学生的阅读、总结表达能力.方法总结：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相互转化，总的机械能守恒，验证机械能守恒定律只需验证减少的重力势能等于增加的动能即可.问题探究：让学生分组讨论、交流，要完成本实验，应该测量的量有哪些,如何测量,并提出解决方案.明确：测量物体自由下落过程中减少的势能.方法：测量物体的质量m 、下降的高度Δh ，利用重力势能的公式计算ΔE p =mgΔh;测量自由落体下降Δh 时的速度v,利用动能的公式计算ΔE k =mv 2/2,利用打点计时器处理纸带的方法来求解速度.方法补充：如何利用纸带求解瞬时速度?指导学生根据匀变速直线运动的运动学规律，推导瞬时速度的求解方法. 学生通过阅读教材，总结推导过程，教师通过大屏幕投影学生的推导过程： 如图所示，由于纸带做匀加速运动，故有A 、C 之间的平均速度：2CA AC v v v +=.根据速度公式有：v B =v A +aΔt ，v C =v B +aΔt ， 故有：v B -v A =v C -v B ， 即v B =2CA v v +. 从而：vB =AC v .总结：匀变速直线运动中，某点的瞬时速度等于以该点为时间中点的两点间的平均速度. 解决方案：利用电火花计时器打出纸带，通过处理纸带，既可以求出物体下降的高度，还可以求出某一瞬时的速度，因此电火花计时器是重要的实验仪器.原理探究：通过实验，求自由落体的重力势能减少量和相应过程动能的增加量.若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律.而且，因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量m ，而只需验证221n v =gh n 就行了，如果要具体计算出重力势能或动能的数值就需要天平.总结：指导学生根据实验原理，写出本实验用到的实验器材: ①电火花计时器（或电磁打点计时器）；②重物（质量300 g±3 g ）及纸带；③铁架台、夹子、烧瓶夹；④电源.问题预测:在本实验操作的具体过程中会遇到哪些问题？通过该问题的设置，学生对实验中可能遇到的问题进行预测，并提出相应的解决方法.1.重物下落的过程中除受重力外，还受到哪些阻力？怎样减小这些阻力对实验的影响?2.重物下落时最好选择哪两个位置作为过程的开始和终结的位置?3.本实验中用的重锤，质量大一些好还是小一些好？为什么？4.质量是否为本实验必须测量的量? 参考答案：1.重物下落的过程中，除受重力外，还要受空气阻力和打点计时器给纸带的摩擦力.安装打点计时器时注意保持竖直，重物要选择质量大一些的.2.为减小测量高度h 值的相对误差，选取的各计数点要离起始点远一些.要从起始点开始测量出h 1、h 2，再求出Δh=h 2-h 1.3.锤应该选择质量大一些，体积小一些的，可以有效地减小空气阻力的影响.4.质量并非必须测量的量，在需要计算具体的能量数值时，需要天平.步骤整理：教师指导学生根据实验原理、各种器材的注意事项，总结归纳实验步骤：(1)如图所示，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器；打点计时器的两根导线接在6伏交流电源上.(2)用手提着纸带，让重物靠近打点计时器静止，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列点.(3)重复几次，从几条打下点的纸带中挑选第一、二点间距离接近2mm 且点迹清楚的纸带进行测量，测出一系列计数点,各点到第一个点的距离d 1、d 2，d 3,……,d n-1,d n ,d n+1,……据公式v n =Td d n n 211-+-，计算物体在打下点1、2……时的即时速度v 1、v 2……计算相应的动能的增加值,填入事先设计好的表格.教师点拨：选第1、2点间距约2 mm 的纸带意味着纸带是在打第一个点的瞬时开始运动的，根据h=gT 2/2=9.8×0.022/2 m=1.961 0-3 m≈2 mm.在起始点标上0，用刻度尺测量纸带从点0到点1、2……之间的距离h 1、h 2……计算出相应减少的重力势能,填入事先设计好的表格. 处理数据，得出结论. 参考数据： 各计数点 4 5 6 7 8 9 10 t(s) 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 h×(10-2 m) 2.92 4.62 6.70 9.18 12.03 15.28 18.92 v=Δh/Δt(m/s) 0.945 1.14 1.33 1.53 1.72 ΔE k =mv 2/2 0.134 0.195 0.265 0.351 0.444 ΔE p =mgh0.1360.1970.2700.3540.450实验结论：在误差允许的范围内，物体减少的重力势能等于增加的动能，机械能守恒. 学生分组实验，并处理数据，教师利用实物投影仪展示几组数据，并进行点评. 师生根据实际实验中的体会，总结实验注意事项：1.打点计时器安装时，必须使两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再松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的点.3.选用纸带时应尽量挑选第一、二点间接运2 mm 的纸带.4.打点计时器必须接50 Hz 交流低压电源.5.测量下落高度时，必须从起始点算起，不能搞错，为了减小测量h 值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些，纸带也不易过长，有效长度可在60 cm —80 cm 之内.6.实验中，只要验证gh 是否等于21v 2即可，也可不用测重锤的质量. 误差分析：教师指导学生观察表格中的数据，减少的重力势能并不是严格地等于增加的动能，而是稍大于增加的动能，让学生思考其中的原因，并总结归纳.原因：重物和纸带下落过程中要克服阻力，包括空气阻力、纸带与限孔位及纸带与计时器之间的摩擦力.由于摩擦力的存在，减少的重力势能并没有全部转化为动能，有一部分转化为内能.计时器平面不在竖直方向，纸带平面与计时器平面不平行是阻力增大的原因.电磁打点计时器的阻力大于电火花计时器.交流电的频率f 不是50 Hz 也带来误差.f ＜50 Hz,使动能E k ＜E p 的误差进一步加大，f ＞50 Hz 则可能出现E k ＞E p 的结果.因此为了实验的精确性，应该严格按照实验步骤进行.例题在用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，得到如图所示的一条纸带.起始点O 到A 、B 、C 、D 、E 各点的距离分别h A 、h B 、h C 、h D 、h E .如果重物的质量为m ，打点计时器所用电源的频率为f ，则在打B 、D 两点时，重物的速度v B =__________，v D =__________.如果选择起始点的位置为零势能参考点，则在打B 、D 两点时重物的机械能E B =__________，E D =__________，若E B __________E D ，则说明重物在下落过程中机械能守恒. 解析：根据纸带上瞬时速度的计算方法，得v B =22AC A C h h T h h -=-·f, vD =22CE C E h h T h h -=-·f ， 打B 点时，重物的动能和重力势能分别为：E kB =2222)(81)2(2121A C A C B h h mf f h h m mv -=•-=, E pB =-mgh B .此时重物的机械能E B =E kB +E pB =81mf 2(h C -h A )2-mgh B .同理E kD =81212 D mv mf 2（h E -h C )2,E pD =-mgh D ,E D =81mf 2(h E -h C )2-mgh D . 如果E B =E D ，则说明重物在下落过程中机械能守恒.方法总结：实际上，重物拖着纸带在下落过程中，受到阻力作用，机械能在不断减小，故有E B >E D .又因为在初始点时重物的机械能为0，所以有0>E B >E D ,21mv B 2-mgh B <0,221D mv-mgh D <0,说明重物在实际下落过程中，重力势能的减少量大于动能的增加量.检测反馈（1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台、打点计时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、电键、天平.其中不必要的器材有： ________________；缺少的器材是________________________________.（2）在验证机械能守恒定律时，如果以v 2/2为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据绘出的图线应是________________，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于_______________的数值. （3）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如图所示，其中A 点为打下的第一个点，0、1、2……为连续的计数点.现测得两相邻计数点之间的距离分别为s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T.根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为____________.在打第5号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为____________.要验证机械能守恒定律，为减小实验误差，应选择打下第_________号和第_________号计数点之间的过程为研究对象.（4）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6 V 、50 Hz 的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O 点为重锤下落的起点，选取的计数点为A 、B 、C 、D ，各计数点到O 点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8 m/s 2.若重锤质量为1 kg.①打点计时器打出B 点时，重锤下落的速度v B =__________m/s ，重锤的动能E kB =_________J. ②从开始下落算起，打点计时器打B 点时，重锤的重力势能减少量为____________J.③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B 点的过程中，得到的结论是____________________________________. 参考答案：（1）不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平.缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺（2）通过原点的直线 g （3）（s 6+ s 5+ s 4- s 3- s 2-s 1）/9T 2 （s 5+s 6）/2T 1 5 （4）①1.175 0.69 ②0.69 ③机械能守恒 思维拓展处理纸带的时候速度能不能用v=gh 2或v=gt 计算？参考解答：v=gh 2是根据机械能守恒定律得到的，而我们的目的就是验证机械能守恒定律，所以不能用.v=gt 认为加速度为g ，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际加速度必将小于g ，故这种方法也不能用.课堂小结本节课主要学习了：1.实验目的：用自由落体运动验证机械能守恒.2.纸带的选取及重物速度的测量方法.3.实验的误差来源及注意事项.布置作业1.教材“问题与练习”第1、2题.2.自己设计方案,验证机械能守恒,自由选择实验仪器,写出操作步骤及实验报告.教学反思验证机械能守恒定律是在学习了机械能守恒定律之后进行的一节实验课，目的在于学习物理规律之后进行，验证物理规律的正确性，巩固和加深对物理规律的理解.本节仍然采用了不给步骤给思路，同时进行难点提示的写法，这给教师在实际教学中很大的教学空间.本实验虽然是个验证性实验，但本教学设计突破思维习惯，采用由学生自主提出、验证方法、验证原理、验证步骤及方案的方法，渗透探究型实验的思想.因此，本教学设计注重了在过程中培养学生的科学素养.通过积极的创造性活动，使学生参与并体验了设计方案形成的思维过程，从中体会实验设计的乐趣和艰辛，感悟了科学实验的本质和价值，从而使学生形成科学的情感态度与价值观.本教学设计主要讲解机械能守恒定律的推导，没有大量讲解例题，重点放在机械能守恒定律的含义要讲透，这对下一节的应用课有很大帮助.渗透了能量在物理学习中的重要地位，这是物理力学知识的核心所在.。
《实验验证机械能守恒定律》
5、在架设打点计时器时应注意什么？为什么？
实验步骤
思考题：
1、该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是
第一点O为计时起点，O点的速度应为零。
怎样判别呢？ x1-2 = 2mm
2、如何测量瞬时速度
v中时
=
v
=
x 2T
3、是否需要测量重物的质量？
1
mv2 = mgh
2
2
v2
v2
2
2
h
h
h
h
0A
0B
0C
0D
例3、如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和 B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1＞ m2。现要利用此装置验证机械能守恒定律。
（1）若选定物块A从静止开始下落的过程
进行测量,则需测量的物理量有 ①__②__或__①__③__，。
①物块的质量m1、m2；
高度hn /m 速度vn /m/s ？
势能EP /J 动能EK /J
h
2
3
4
可不可以 5 用图象处
理数据?
8
7
6
5
4
9
6
10
【课堂合作探究】
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，测得当地的
重力加速度g=9.8m/s2，测得所用重物的质量为 1.00kg，实验中得到一点迹清晰的纸带（如图），
计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的
EK7＋mgh＝EK13
7、推导出本教材在验证机械能守 恒定律实验中的具体表达式。
计时器打下的第一个点作为起始 V 点，适当大距离后选一个点作终点
验证机械能守恒定律实验总结
验证机械能守恒定律1.实验目的学会用打点计时器验证机械能守恒定律的实验方法和技能2.实验原理在物体自由下落的过程中，只有重力对物体做功，遵守机械能守恒定律，即重力势能的减少量等于动能的增加量。
在实验误差范围内验证221mv mgh =（必须初速度为零） 或 21222121mv mv mgh -= （v1≠0） 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s n 和s n+1，由公式v n =T 2s s 1n n ++，或由v n =Td d n n 211-+-算出，如图所示。
(注意单位用国际单位，看清计数点还是计时点，注意有无有效数字的要求)3．实验器材铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重锤(带纸带夹子)、纸带、复写纸片、直尺、导线、低压交流电源4.实验步骤（1）按右上图装置把打点计时器固定在支架上，并将打点计时器接在4～6V 的交流电源上. （如果用电火花打点计时器电压：220v 交流电）（2）将大约0.5 m 长的纸带用小夹子固定在重锤上后穿过打点计时器，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，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点.（4）换上新的纸带，重做几次上面的实验.5．注意事项(1) 安装打点计时器时，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，必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接通电源：让打点计时器工作稳定后再松开纸带，以保证第一点是一个清晰的点．(3) 测量高度h 时，应从起始点算起，为减小h 的相对误差，选取的计数点要离起始点远些，纸带不宜过长，有效长度可60～80 cm ．(4) 因为是通过比较mv 2/2和mgh 是否相等验证机械能是否守恒，故不需要测量重锤的质量．如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须要知道物体的质量。
（5）本实验中因重物和纸带在下落的过程中要克服阻力做功，故动能的增加量ΔE k 一定略小于重力势能的减少量，这是不可避免的，属于系统误差.（6）不用测量g,直接用g=9.8m/s 2（7）我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重物。
高中物理人教版必修第二册实验：验证机械能守恒定律
0.48
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
例2利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图所
示。
(1)实验步骤:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1 m,将导轨调至
水平。
②用游标卡尺测出挡光条的宽度l=9.30 mm。
③由导轨标尺读出两光电门中心间的距离s=
cm。
课堂篇探究学习
探究一
1
ghAB=2 2
1 2
− 2 来验证机械
能守恒定律,不需要用到开头的点,所以这一要求就没有必要了。
1
2. 【数据处理】 在滑块下滑过程中,取相距较远的两点,计算滑
1
1
块重力势能变化 ΔEp=mgΔh、动能变化 ΔEk=2 2 2 − 2 1 2 ,如果
1
1
在实验误差允许的范围内 gΔh=2 2 2 − 2 1 2 ,则机械能守恒定律得
到验证。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
实例引导
计算滑块速度的方法、验证方法不变。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
实验误差分析与注意事项
情景导引
实验时,有同学根据自由落体运动的位移公式h=
1
2
gt2计算出纸
带上第1、2两点间的距离应该接近2 mm,所以选择纸带时一定选
择满足这一条件的纸带,你认为他说的正确吗?为什么?
要点提示:不正确。如果根据公式
J。(答案保留两位有效数
字)
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
解析:(1)步骤B错,应该接到电源的交流输出端;步骤C不必要,因
为根据测量原理,重物的动能和势能表达式中都包含了质量m,可以
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。
实验六 验证机械能守恒定律
结束
(3)实验结果显示 ΔEp＞ΔEk，那么造成这一现象的主
摩擦阻力造成的机械能损失 。 要原因是___________________________
考查实验误差分析 因空气阻力、纸带与限位孔间的阻力、滑轮轴间阻力做负功， 使系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量。
验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律
结束
(3)从打 O 点到打 B 点的过程中，重物下落 hB，重力势能减少， 则重物的重力势能变化量 ΔEp＝－mghB。动能增加，则动能的
1 1 1 hC－hA2 hC－hA2 2 变化量 ΔEk＝2mvB －0＝2m －0＝2m 2T 。 2T
验证机械能守恒定律
结束
A．按照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．用天平测出重物的质量； D．释放纸带，同时接通电源开关打出一条纸带； E．测量打出的纸带上某些点之间的距离； F． 根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等 于增加的动能。 其中没有必要进行或者操作不恰当的步骤是________。(将其选 项对应的字母填在横线处)
验证机械能守恒定律
结束
(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________。 A．弹簧原长 B．当地重力加速度 C．滑块(含遮光片)的质量 (3)增大 A、O 之间的距离 x，计时器显示时间 t 将________。 A．增大 B．减小 C．不变
验证机械能守恒定律
结束
解析：(1)滑块离开弹簧后做匀速直线运动，故滑块的速 s 率 v＝ t 。 1 2 (2)根据功能关系， 弹簧的弹性势能 Ep＝2mv ， 所以要求 弹性势能，还需要测得滑块的质量，故选项 C 正确。 (3)弹簧的形变量越大，弹性势能越大，滑块离开弹簧时 的速度越大，滑块从 B 运动到 C 的时间越短，故 x 增大 时，计时器显示时间 t 将变小，故选项 B 正确。 s 答案：(1)v＝ t (2)C (3)B
验证机械能守恒定律
5.9实验：验证机械能守恒定律班级________姓名________学号_____学习目标:1. 学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。
2. 进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。
学习重点: 1. 验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。
2.验证机械能守恒定律实验的注意事项。
学习难点: 验证机械能守恒定律实验的注意事项。
主要内容:一、实验原理物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。
如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。
设物体的质量为m，借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v；进而求得重力势能的减少量│△E p│=mgh和动能的增加量△E K=1/2mv2；比较│△E p│和△E K，若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。
测定第n点的瞬时速度v n：依据“物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度”，用公式v n=（h n+1-h n-1）/2T计算(T为打下相邻两点的时间间隔)。
二、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)，交流电源，纸带(复写纸片)，重物(带纸带夹子)，导线，刻度尺，铁架台(带夹子)。
三、实验步骤(1)按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上(电火花计时器要接到220 V交流电源上，电磁打点计时器要接到 4 V～6 V的交流低压电源上)。
(2)将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。
(3)接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。
(4)换几条纸带，重做上面的实验。
(5)从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。
(6)在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置0(或A)，再任意选取几个点1、2、3(或B、C、D)等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。
实验报告：验证机械能守恒定律
实验报告：验证机械能守恒定律高一( )班 姓名 实验时间一、实验原理1．机械能守恒定律(1)当只有重力做功时，物体的 能和 能发生相互转化，但机械能的 保持不变．(2)做自由落体运动的物体，只受重力作用，其机械能是守恒的．2．实验原理(1)如右图所示，借助打点计时器打出的纸带，测出物体自由下落的高度h 和该时刻的速度v ，以纸带上的第n 个点为例，如下图中的纸带，打第n 个计数点时的瞬时速度等于以该时刻为中间时刻的某一段时间内的平均速度．即v n ＝(2)物体下落的高度为h 时速度为v ，则物体的重力势能减小量为mgh ，动能增加量为12m v 2，如果mgh ＝12m v 2，即 ＝12v 2，就验证了机械能守恒定律． 二、实验器材铁架台, ，重物(带纸带夹子)，纸带，复写纸，导线 ， ．三、注意事项1．安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格 ，以减小摩擦阻力．2．应选用质量和密度较 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，可使空气阻力减小．3．实验时，应先接通 ，让打点计时器工作正常后再松开纸带让重物下落．4．本实验中的两种验证方法中，均不需要测5．速度不能．．用v ＝ 或v ＝ 计算，而应．用v n ＝ 进行测量并计算． 四、探究步骤,数据记录及处理1．安装置：将打点计时器固定在铁架台上；用导线将打点计时器与 相连接．2．接电源，打纸带：把纸带的一端在重物上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近，接通电源，待打点稳定后松开纸带，让重物自由下落．重复几次，打下3～5条纸带．3．选纸带：选取 的，挑选纸带上第一个点及距离第一个点较远的点，并依次标上0,1,2,3….4．数据处理：测出0到点1、点2、点3…的距离，即为对应的下落高度h 1、h 2、h 3…；利用公式v n ＝h n ＋1－h n －12T，六、实验作业1．在做“验证机械能守恒定律”的实验时，发现重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的原因是( )A ．选用重锤的质量过大B ．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力C ．选用重锤的质量过小D ．实验时操作不仔细，实验数据测量不准确2.(2011年广州高一检测)某同学做验证机械能守恒定律实验时，不慎将一条挑选出的纸带一部分损坏，损坏的是前端部分．剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图7－9－4中，单位是cm.已知打点计时器工作频率为50 Hz ，重力加速度g 取9.8 m/s2.(1)重物在2点的速度v 2＝________，在5点的速度v 5＝________，此过程中动能增加量ΔE k ＝________，重力势能减少量ΔE p ＝________.(2)比较得ΔE k ________ΔE p (填“大于”“等于”“小于”)，原因是__________________．由以上可得出实验结论____________________．3．某研究性学习小组在做“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g ＝9.80m/s 2．测得所用重物的质量为1.00kg ．实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O ，每两个计数点之间有四点未画出，另选连续的3个计数点A 、B 、C 作为测量的点，如图所示．经测量知道A 、B 、C 各点到O 点的距离分别为50.50cm 、86.00cm 、130.50cm ．根据以上数据，计算出打B 点时重物的瞬时速度v B ＝_____m/s ；重物由O 点运动到B 点，重力势能减少了_______J ，动能增加了_______J （保留3位有效数字）． 根据所测量的数据，还可以求出物体实际下落的加速度为_______ m/s 2，则物体在下落的过程中所受到的阻力为_______N ．4.(2010年高考课标全国卷)如左图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：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，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 ．0～12V 的交流电源(2)实验中误差产生的原因有 (写出两个原因)。
2021届高考物理必考实验六：验证机械能守恒定律【含答案】
2021届高考物理必考实验六：验证机械能守恒定律1.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mv2,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)计算点n速度的方法:测出点n与相邻前后点间的距离x n和x n+1,如图所示,由公式v n=或v n=算出。
2.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)。
3.实验步骤(1)安装置: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。
(3)选纸带:分两种情况说明①用m=mgh n验证时,应选点迹清晰,且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带。
若1、2两点间的距离大于2 mm,这是由先释放纸带,后接通电源造成的,这样,第1个点就不是运动的起始点了,这样的纸带不能选。
②用m-m=mgΔh验证时,由于重力势能的相对性,处理纸带时,选择适当的点为基准点,这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否为2 mm就无关紧要了,只要后面的点迹清晰就可选用。
4.数据分析方法一:利用起始点和第n点计算。
代入gh n和,如果在实验误差允许的情况下,gh n=,则验证了机械能守恒定律。
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-的值;(3)在实验误差允许的情况下,若gh AB=-,则验证了机械能守恒定律。
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,并计算各点速度的二次方v2,然后以v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出v2-h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。
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。
验证机械能守恒定律
(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＝hn＋12－Thn－1 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12mvn2，如果在实验误差允许的范围内，mghn 和12mvn2 相等， 则验证了机械能守恒定律.
(2)利用实验时打出的纸带，测量出各计数点到打点计时器打下的第一个 点的距离h，算出各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以12 v2为纵轴 作出如图丙所示的图线，图线的斜率近似等于 B .
A.19.6 B.9.80 C.4.90
图线未过原点O的原因是_先__释__放__了__纸__带__，__再__接__通__了__打__点__计__时__器__的__电__源__.
物块脱离弹簧时速度最大，v＝ΔΔxt＝2.58＋2×2.507.02×10－2 m/s≈1.29 m/s； 由动能定理 ΔEk＝12mv2， 根据纸带中打点的疏密知M纸带获得的最大速度较大，对应的实验中 弹簧被压缩后的弹性势能较大.
考向2 实验器材的创新
例4 (2021·海南卷·15)为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守 恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置(包括导轨、气源、光电门、 滑块、遮光条、数字毫秒计)进行实验.此外可使用的实验器材还有：天平、 游标卡尺、刻度尺.
钢球下落高度h，应测量释放时钢球球心到钢球在A点时的球心之间 的竖直距离，故选B.
(2)用ΔEk＝12 mv2计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示 数如图乙所示，其读数为 1.50 cm.某次测量中，计时器的示数为0.010 0 s， 则钢球的速度为v＝ 1.50 m/s.
验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律，就是要证明物体在力学运动中机械能的守恒。
机械能守恒定律也叫做费米定律，它指出物体在作功时，受力点的机械能不变。
验证机械能守恒定律的一般步骤如下：
1. 选定一个物体，并把它放置于一个重力场中。
2. 观察物体的物理性质，并确定受力点的机械能初始值。
3. 在重力场中施加力，使物体进行运动，观察它的势能变化。
4. 根据受力点的机械能和势能的变化，来验证机械能守恒定律。
通常来说，想要验证机械能守恒定律，可以利用压缩弹簧或者摩擦力等实验方法，来观察物体的运动过程。
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位孔调整在竖直方向，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
本 课 栏
小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小． 3．实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待接通电源，
目
打点计时器工作稳定后，再松开纸带．
开 关
4．测下落高度时，要从第一个打点测起，并且各点对应的下落高度 要一次测量完．
研究，这时应有：12mvA 2＝mgh，即为本实验要验证的表达式，
式中 h 是物体从 O 点下落至 A 点的高度，vA 是物体在 A 点的瞬 时速度．
基础再现·深度思考
【实验器材】
本 打点计时器，低压
课 栏
交流电源，带有铁
目 开
夹的铁架台，纸带，
关 复写纸，带夹子的
重物，刻度尺，导
线两根．
实验六
基础再现·深度思考
重力势能面，如果忽略空气阻力，下落过程中任意两点 A 和 B
本 的机械能守恒
课 栏
即12mvA 2＋mghA＝12mvB 2＋mghB
目 开 关
上式亦可写成12mvB 2－12mvA 2＝mghA－mghB.
图1
等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加．为了方便，
可以直接从开始下落的 O 点至任意一点(如图 1 中 A 点)来进行
C．用天平测出重锤的质量
本 D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带
课 栏
E．测量纸带上某些点间的距离
目 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
开 关
否等于增加的动能
其中操作不当的步骤是___B______．
(4)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值．根
据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，
实验六
本 课
实验六
栏
目
开
关
验证机械能守恒定律
基础再现·深度思考
实验目的
本
课
栏 目
实验原理
开
关
实验器材
实验步骤
实验六
数据处理 实验视频 误差分析 注意事项
基础再现·深度思考
【实验目的】
实验六
本
课 栏 目
通过实验验证机械能守恒定律.
开
关
基础再现·深度思考
实验六
【实验原理】
如图 1 所示，质量为 m 的物体从 O 点自由下落，以地面作为零
课
栏 目 开
方案（1）木块匀速不易调节和判断 滑动摩擦力的大小可直接从弹簧测力计读出，
；
关 方案（2）与木板运动性质无关
；
时间、长度的测量都会产生误差，且测量过
方案（3） 程和步骤较多
。
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实验六
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
5．速度不能用 vn＝gtn 或 vn＝ 2ghn计算，因为只要认为加速度为 g， 机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定
律,所以速度应从纸带上直接测量计算．同样的道理，重物下落的 高度 h，也只能用刻度尺直接测量，而不能用 hn＝12gtn 2或 hn＝v2ng2
计算得到．
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【例2 】为了测定木块与木板之间的动摩擦因数，利用现有的
器材：木板、木块、弹簧测力计、刻度尺、秒表、砂桶与
本 课
砂．如图6所示，有人设计了下面三种实验方案：(1)设法使木 板静止，增减右面砂桶内的砂，使木块在木板上匀速运动，并
栏 目 开
测出木块、砂与砂桶的重力；(2)用手拉弹簧测力计保持其静 止、水平，然后用力F拉木板向左运动，并读出弹簧测力计的
迹清晰就可选用．
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【数据处理】
实验六
方法一：利用起始点和第 n 点计算
本 课
代入 mghn 和12mvn 2，如果在实验误差允许的条件下，mghn 和12mvn 2
栏 目
相等，则：任取两点计算
关
(1)任取两点 A、B 测出 hAB，算出 mghAB.
(2)算出12mvB 2－12mvA 2的值．
关 示数，称出木块的重力；(3)把木板倾斜一定角度且固定，让
木块从木板顶端由静止释放，使木块加速滑到底端，并测出下
滑时间及相应各长度．
图6
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实验六
1．如果这三个实验的操作正确无误，测动摩擦因数最准确而
且最简单的实验方案是___(_2_) ___．
本 2．试从实验原理上对每个方案作出简要分析和评价．
开 重力势能的减少量为_1_._2_2_m___，接着从打点计时器打下的第一个点O数起， 关 数物到的图瞬中时速B点度是，打得点到计动时能器的打增下加的量第为9_个1__.点2_3_，_m_他_(用均v保B＝留g三t计位算有和效B数点字对)应．的这重样
他发现重力势能的减少量__小__于____(填“大于”或“小于”)动能的增加量，
课 栏 目 开 关
图4
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实验六
(3)该小组内同学根据纸带算出了相应点的速度，作出v2－h
图线如图5所示，请根据图线计算出当地的重力加速度g＝
___9_.7_5___m/s2.(结果保留两位有效数字)
本 课 栏 目 开 关
图5
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实验六
物理思想方法 17.力学设计性实验的处理方法
栏 系统误差．改进的办法是调整器材的安装，尽可能地减
目 开
小阻力．
关 2．本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差．减
小误差的办法是测下落距离时都从 0 点量起，一次将各
打点对应的下落高度测量完，或者多次测量取平均值来
减小误差．
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实验六
【注意事项】
1．打点计时器要稳定的固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限
关 _恒__，__故__图_乙__不__能__用__于_验__证__机__械_能__守__恒__定__律_.
图3
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实验六
(2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图4所 示，相邻两点之间的时间间隔为0.02 s，请根据纸带 计算出B点的速度大小为___1_.3_7___m/s.(结果保留三位 本 有效数字)
条过原点且斜率为 g 的直线，则验证了机械能守恒定律．
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【数据处理视频】
本 课 栏 目 开 关
实验六
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【误差分析】
实验六
1．本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力
(如空气阻力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量
本 课
ΔEk 稍小于重力势能的减少量 ΔEp，即 ΔEk<ΔEp，这属于
实验六
【例1 】 某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，
提出了如图3所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动
进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验．
本 (1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一
课 个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是
栏 目 开
_甲__，理由是_采__用__图_乙__实__验__时__，_由__于__小__车__与_斜__面__间__存_在__摩__擦__力__ __的_作__用__，__且__不_能__忽__略__，__所_以__小__车__在__下_滑__的__过__程_中__机__械__能__不_守___
个点，该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离，并记录在图中
(单位：cm)
本 课 栏
已知打点计时器的电源频率为50 Hz，重物质量为m，当地重力加速度g＝ 9.80 m/s2.
(1)图中的数据不符合有效数字读数要求的是__1_5_._9__c_m__．
目 (2)该同学用重物在OB段的运动来验证机械能守恒定律，先计算出该段重物
实验六
图2
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实验六
3.选纸带：分两种情况说明
本 课
(1)用21mvn 2＝mghn 验证时，应选点迹清晰，且 1、2 两点间
栏 目
距离略小于或接近 2 mm 的纸带．
开 关
(2)用21mvB 2－21mvA 2＝mgΔh 验证时，由于重力势能的相对
性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，只要后面的点
B．实验时需称出重物的质量
C．纸带上第1、2两点间距若不接近2 mm，则无论怎样处理
实验数据，实验误差都一定较大
D．处理打点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际
点迹，而不必采用“计数点”的方法
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实验六
3．用自由落体运动验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作得到如
图10所示的纸带．其中O点是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的三
( BD )
B．重物质量选用得大些，有利于减小误差
本 课 栏
C．重物质量选用得小此，有利于减小误差 D．若纸带下落较打点早，会造成较大误差
目 开 关
2．关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的
是
D
()
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少，误差就越小
(1)为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有
本 课 栏
___A__D___．(填入正确选项前的字母)
A．米尺
目 开 关
B．秒表 C．0～12 V的直流电源
D．0～12 V的交流电源
图11
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实验六
(2)下面列举了该实验的几个操作步骤：