实验：验证机械能守恒定律实验报告

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实验：验证机械能守恒定律

表中ΔEk大于ΔEp。
(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议。
分别测出光电门和球心到悬点的长度 L 和 l，计算ΔE k 时，将 v 折算成钢球的速度 v′＝Llv。
热点一实验原理与实验操作【例1】(2018·江苏省南通市、泰州市高三第一次模拟考试)图1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。
实验五验证机械能守恒定律
误差分析 1.减小测量误差：一是测下落距离时都从0点量起，
一次将各打点对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值。
2.误差来源：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 n 2必定稍小于重力势能的减少量ΔE p＝m ghn，改进办法是调整器材
(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是_A__D_B__C_E__F_ (填写步骤前面的字母)。 A.将打点计时器竖直安装在铁架台上 B.接通电源，再松开纸带，让重物自由下落 C.取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验
D.将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带
E.选择打点清晰，1、2两点距离接近2 mm的一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1，h2，h3…hn，计算出对应的瞬时速度v1，v2，v3…vn
的安装，尽可能地减小阻力。
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、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.纸带选择：纸带要选打点清晰，且1、2两点距离接近2 mm的纸带，以确保物体做自由落体运动。

验证机械能守恒定律实验

实验：验证机械能守恒定律一、实验目的：通过实验验证机械能守恒定律．二、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 的机械能守恒即12m v 2A ＋mgh A ＝12m v 2B ＋mgh B上式亦可写成12m v 2B －12m v 2A ＝mgh A －mghB . 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)来进行研究，这时应有：12m v 2A ＝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，v A 是物体在A 点的瞬时速度．三、实验器材打点计时器，低压交流电源，带有铁夹的铁架台，纸带，复写纸，带夹子的重物，刻度尺，导线两根．四、实验步骤1．安装置：按图2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 v 2n ＝mgh n 验证时，应选点迹清晰，且1、2两点间距离略小于或接近2 mm 的纸带．(2)用12m v 2B －12m v 2A ＝mg Δh 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，只要后面的点迹清晰就可选用．TS S v n n n 211-++=五、数据处理方法一：利用起始点和第n 点计算代入mgh n 和12m v 2n ，如果在实验误差允许的条件下，mgh n和12m v 2n 相等，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mgh AB .(2)算出12m v 2B－12m v 2A 的值．(3)在实验误差允许的条件下，若mgh AB ＝12m v 2B －12m v 2A ，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 ，并计算各点速度的平方v 2，然后以12v 2为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据作出12v 2－h 图线．若在误差允许的范围内图线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．六、误差分析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ΔE k 稍小于重力势能的减少量ΔE p ，即ΔE k <ΔE p ，这属于系统误差．改进的办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力．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．七、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，打点计时器工作稳定后，再松开纸带．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．5．速度不能用v n ＝gt n 或v n ＝2gh n 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，况且用v n ＝gt n 计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，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h n ＝12gt 2n 或h n ＝v 2n2g 计算得到．6.因为打点计时器每隔0.02 s 打点一次，在最初的0.02 s 内物体下落距离应为0.002 m ，所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年 2 mm 的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔 t =0.02 s.7.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 ， 8.必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。

实验6：验证机械能守恒定律

图5-5-4
图5-5-5
热点一
实验原理和操作
【例1】关于验证机械能守恒定律实验，下面列出一些实验步骤：】关于验证机械能守恒定律实验，下面列出一些实验步骤： A.用天平称出重物和夹子的质量用天平称出重物和夹子的质量 B.将重物系在夹子上将重物系在夹子上 C.将纸带穿过打点计时器，上端用手提着，下端夹在系有重物的夹子上，再把纸带向上将纸带穿过打点计时器，将纸带穿过打点计时器上端用手提着，下端夹在系有重物的夹子上，拉，让夹子静止靠近打点计时器处 D.把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出电压调至 V(电源暂不接通把打点计时器接在学生电源的交流输出端，电源暂不接通) 把打点计时器接在学生电源的交流输出端把输出电压调至6 电源暂不接通 E.把打点计时器用铁夹固定到放在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上把打点计时器用铁夹固定到放在桌边的铁架台上，把打点计时器用铁夹固定到放在桌边的铁架台上 F.在纸带上选取几个点，进行测量并记录数据在纸带上选取几个点，在纸带上选取几个点 G.用秒表测出重物下落时间 G.用秒表测出重物下落时间 H.接通电源，待打点计时器工作稳定后释放纸带接通电源，接通电源 I.切断电源切断电源 J.更换纸带，重新进行两次实验更换纸带，更换纸带 K.在三条纸带中，选出较好的一条在三条纸带中，在三条纸带中 L.进行计算，得出结论，完成实验报告进行计算，进行计算得出结论， M.拆下导线，整理器材拆下导线，拆下导线对于本实验以上步骤中，不必要的有_______；对于本实验以上步骤中，不必要的有 A G ；正确步骤的合理顺序是 ________________________(填写代表字母。填写代表字母)。 EDBCHIJKFLM 填写代表字母解析】根据实验原理和操作步骤可知不必要的有A、；正确步骤的合理顺序是E、【解析】根据实验原理和操作步骤可知不必要的有、G；正确步骤的合理顺序是、 D、B、C、H、I、J、K、F、L、M 、、、、、、、、、【名师支招】熟悉本实验的原理和操作步骤是解题的关键。名师支招】熟悉本实验的原理和操作步骤是解题的关键。

物理必修二实验：验证机械能守恒定律

2
mgh＝
1 2
mv2
【实验原理】
利用打点计时器打出的纸带，测
出重物下落的高度h，利用时间t内的平均速度等于该段时间中点时刻的瞬时速度，算出对应时刻的瞬时速度v ，即可验证机械能是否守恒。
h
只要绘出v2与h的关系图像，当斜率等
于两倍当地重力加速度时，则可验证机械能
V
守恒，不需要测量重锤的质量m
本实验的目标是验证机械能守恒，即：
v=gt成立的前提条件是自由落体
自由落体有： v2 2gh
正确方法是通过纸带中平均速度等于中间时刻的瞬时速度计算各点的瞬时速度，从而计算动能
验证机械能守恒定律
高中物理必修二
验证机械能守恒定律实验目来自实验原理实验器材实验过程实验反思
【实验目的】验证机械能守恒定律。
【实验原理】
如果忽略空气的阻力，这时物体的机械能
守恒，即重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m，下落距离为h时物体的瞬时速度为v，则势能减少mgh，动能增加，1mv2 故有
【实验反思】
2. 实验中为什么重力势能的减少总是略大于重锤动能的增加？
答：由于纸带与打点计时器县限位孔间存在摩擦，所以重锤重力势能的损耗除了转化为动能以外，还由部分因为发热损耗了，所以重力势能损耗总是大于动能的获得。
【实验反思】
3. 计算纸带上点的速度时，有同学认为“直接利用v=gt计算各点的瞬时速度，同样能够验证机械能守恒。”该同学的做法是否正确？如果不正确，请说出正确的处理方法。
【实验器材】
铁架台（带铁夹）、电火花计时器或打点计时器、直尺、重锤、纸带、复写纸片、导线、电源。
【实验内容】
【实验反思】

实验验证机械能守恒定律

实验:验证机械能守恒定律【知能准备】1.实验目的：验证机械能守恒定律2.实验原理：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可以相互转化，但总的机械能守恒。

设某时刻物体的瞬时速度为V ，下落高度为h ，则有：mgh ＝mv 2/2 。

故可利用打点计时器测出重物下落时某时刻的瞬时速度及下落的高度，即可验证机械能是否守恒。

3.实验器材：打点计时器、刻度尺、电源、纸带、复写纸片、重物、带有铁夹台、导线两根4.实验步骤：（1）如图2-9-1所示，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器；⑵用手握着纸带，让重物静止地靠近打点计时器，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。

⑶更换纸带,用同样的方法再打几条以备选用.⑷从几条打下点的纸带中挑选第一、二点间距离接近2mm 且点迹清楚的低带进行测量，测出一系列各计数点到第一个点的距离d 1、d 2，据公式Vn 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。

⑸用刻度尺测量纸带从点O 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。

⑹计算各点对应的势能减少量mgh ，以及增加的动能mv 2/2，并进行比较。

【同步导学】1.原理理解：⑴因为打点计时器每隔0.02 s 打点一次，在最初的0.02 s 内物体下落距离应为0.002 m ，所以应从几条纸带中尽量挑选点迹清晰呈一直线且第一、二点间接近2 mm 的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点应该是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔 t =0.02 s.⑵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n n gh v =221就行了。

例1:在验证机械能守恒定律的实验中，得到了一条如图2-9-2所示的纸带，纸带上的点记录了物体在不同时刻的位置，当打点计时器打点4时，物体的动能增加的表达式为△E k =物体重力势能减小的表达式为 △E P = ，实验中是通过比较来验证机械能守恒定律的（设交流电周期为T ）。

验证机械能守恒定律(实验报告)

物理实验报告班级学号姓名实验时间实验名称9 实验：验证机械能守恒定律实验原理研究物体的自由落体运动，验证机械能守恒定律：只在重力作用下，物体的重力势能与动能相互转化，但总的机械能守恒。

验证21222121υυmmhmg-=∆是否相等？可以比较两点间的动能变化与势能变化是否相等，或重物在每一个位置的动能与势能之和是否相等？实验器材铁架台、打点计时器、重物、纸带、夹子、刻度尺实验步骤①将打点计时器竖直地架稳在铁架台上；②将纸带一端固定在重物上，另一端穿过计时器；③手提纸带，让重物静止在靠近计时器的地方；④接通电源后放手，让重物自由下落，带动纸带在计时器上打下一系列点；⑤选择比较清晰的点作为第一个记数点O，并从任意点开始依次选取A、B、C、D、E……；⑥量出各点到O点的距离OA、OB、OC……；⑦利用：时间t内的平均速度等于该段时间中点t/2时刻的瞬时速度，求出各点的速度；⑧计算出各段减少的重力势能和各段增加的动能是否相等。

数据处理①取下纸带，标注各个记数点OABCDE，②测量各记数点间的距离（或各点到O点的距离），计算各点的瞬时速度；OA OB OC OD OE OF υBυCυDυE③在实验误差允许的范围内，如果从O点到n点，有gh n＝v n2/2成立，则说明机械能守恒；④如果从A点到B点，有gh AB＝v B2/2－v A2/2成立，则说明机械能守恒；⑤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v2，⑥然后以v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2－h图线．⑦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。

误差分析9 实验验证机械能守恒定律作业与测试1.在用图所示的实验装置来验证机械能守恒定律时，某同学的以下看法中正确的是( )A．必须用秒表测出重物下落的时间B．实验操作时，注意手提着纸带使重物靠近计时器，先接通计时器电源，然后松开纸带C．如果打点计时器不竖直，重物下落时，其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上，就会造成重力势能的变化小于动能的变化D．验证时，可以不测量重物的质量或重力2.某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中错误的是( ) A．把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度C．先释放纸带，再接通电源D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要用工具测量的有( ) A．重锤的质量B．与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度C．重锤下落的高度D．重力加速度4.用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：(1)若实验中所用重物的质量m＝1 kg.打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02 s，则记录B点时，重物速度v B＝____ ____，重物动能E k ＝________，从开始下落起至B 点时重物的重力势能减少量是________，由此可得出的结论是______________________ __________．(3)根据纸带算出相关各点的速度v ，量出下落距离h ，则以22v 为纵轴、以h 为横轴画出的图象应是如图中的()THANKS !!!致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等打造全网一站式需求欢迎您的下载，资料仅供参考。

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一、实验目的验证机械能守恒定律，即验证在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能的减少量等于动能的增加量。

二、实验原理在自由落体运动中，物体的重力势能转化为动能。

若忽略空气阻力，物体下落过程中机械能守恒。

设物体的质量为 m，下落高度为 h 时的速度为 v，则重力势能的减少量为 mgh，动能的增加量为 1/2mv²。

若mgh ＝ 1/2mv²，则机械能守恒。

三、实验器材铁架台、打点计时器、纸带、重锤、交流电源、毫米刻度尺等。

四、实验步骤1、安装实验装置将打点计时器固定在铁架台上，用夹子把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔。

2、接通电源把打点计时器接到交流电源上，电压为 6V 左右。

3、释放重锤用手握住纸带的上端，使重锤靠近打点计时器，然后松开纸带，让重锤自由下落。

4、重复实验重复上述步骤，多做几次实验，以减小实验误差。

5、数据处理（1）挑选出一条点迹清晰、且第一、二两点间距离接近 2mm 的纸带。

（2）在纸带上选取若干个计数点，并测量出相邻计数点之间的距离。

（3）利用匀变速直线运动的推论，计算出各计数点的瞬时速度。

（4）计算出各计数点的重力势能减少量和动能增加量。

五、实验数据记录｜计数点|下落高度 h（m）｜速度 v（m/s）｜重力势能减少量ΔEp （J）｜动能增加量ΔEk（J）｜｜｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|＿____|＿____|｜4|＿____|＿____|＿____|＿____|｜5|＿____|＿____|＿____|＿____|六、实验数据分析通过计算各计数点的重力势能减少量和动能增加量，比较两者的大小。

如果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，则验证了机械能守恒定律。

七、实验误差分析1、纸带与打点计时器之间存在摩擦，会导致一部分机械能转化为内能，使得重力势能的减少量略大于动能的增加量。

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。

8验证机械能守恒定律实验报告.docx

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、实殴器材L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卜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L将平滑水平面放在桌面上，确保其表面光滑水平。

8.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。

9.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。

10在木块上放置一个秤盘，将木块推向弹簧的一侧。

11记录卜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。

12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。

13重复步骤4-6三次，记录卜所有的数据。

五、实殴数据记录实验次数，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并结果可知，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06 验证机械能守恒定律(解析版)

实验六验证机械能守恒定律【实验要求】一、实验目的验证机械能守恒定律．二、实验原理通过实验，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．三、实验器材打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线两根．四、实验步骤1．安装置：按实验原理图将检查、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次～5次实验．3．选纸带：(1)用mgh ＝12m v 2来验证，应选点迹清晰，且1、2两点间距离接近2 mm 的纸带．(2)用12m v 2B －12m v 2A ＝mg Δh 验证时，只要A 、B 之间的点迹清晰即可选用．五、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【方法规律】一、验证方案方案一：利用起始点和第n 点计算．代入gh n 和12v 2n ，如果在实验误差允许的范围内，gh n ＝12v 2n ，则验证了机械能守恒定律．方案二：任取两点计算1．任取两点A 、B 测出h AB ，算出gh AB . 2．算出12v 2B －12v 2A 的值． 3．如果在实验误差允许的范围内，gh AB ＝12v 2B －12v 2A，则验证了机械能守恒定律．方案三：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，然后以12v 2为纵轴，以h 为横轴，绘出12v 2－h 图线，若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．二、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0点量起，一次将各打点对应下落高度测量完，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．三、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．重物应选用质量大、体积小、密度大的材料．3．测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用v n ＝d n ＋1－d n －12T，不能用v n ＝2gd n 或v n ＝gt来计算．【考点剖析】考点一对实验原理和误差分析的考查例1、某同学安装如图甲的实验装置验证机械能守恒定律．(1)此实验中，应当是让重物做________运动，________(填“需要”或“不需要”)测出重物的质量．(2)打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，该同学选取如图乙所示的一段纸带，对BD段进行研究．求得B点对应的速度v B＝________m/s(保留两位有效数字)，若再求得D点对应的速度为v D，测出重物下落的高度为h BD，则还应计算________与________大小是否相等(填字母表达式)．(3)但该同学在上述实验过程中存在明显的问题．安装实验装置时存在的问题是_____________________________________________________________________；研究纸带时存在的问题是____________________________________________________________________，实验误差可能较大．【解析】(1)由实验原理知，应让重物在松开手后做自由落体运动；根据机械能守恒，mgΔh＝12m(v22－v21)，整理后，得gΔh＝12(v22－v21)，所以，不需要测量质量．(2)B点速度等于AC段的平均速度，v B＝AC2T＝0.19 m/s；根据实验原理知，还应计算12(v2D－v2B)与gh BD，看两者大小是否相等．(3)重物距离桌面太近，会落到桌面上；B、D间时间间隔太短，实验误差较大．【答案】(1)自由落体不需要(2)0.1912(v2D－v2B)gh BD(3)重物会落在桌面上(或“纸带打点过短”等与此类似的答案)B、D两点间时间间隔过短考点二对实验数据处理的考查例2、用如图甲所示的实验装置验证m 1、m 2组成的系统机械能守恒．m 2从高处由静止开始下落，m 1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．已知m 1＝50 g 、m 2＝150 g ，则：(结果均保留两位有效数字)甲乙(1)在纸带上打下计数点5时的速度v ＝________m/s ；(2)在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量ΔE k ＝________J ，系统势能的减少量ΔE p ＝________J ；(取当地的重力加速度g ＝10 m/s 2)(3)若某同学作出12v 2－h 图象如图丙所示，则当地的重力加速度g ＝________m/s 2.丙【解析】 (1)v 5＝(21.60＋26.40)×10－20.1×2m/s ＝2.4 m/s.(2)ΔE k ＝12(m 1＋m 2)v 2－0≈0.58 JΔE p ＝m 2gh －m 1gh ＝0.60 J.(3)由(m2－m1)gh＝12(m1＋m2)v2知v22＝(m2－m1)ghm1＋m2即图象的斜率k＝(m2－m1)gm1＋m2＝5.821.20解得g＝9.7 m/s2.【答案】(1)2.4(2)0.580.60(3)9.7例3、某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如下，当有不透光的物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．所用的光电门传感器可测得最短时间为0.01 ms.将挡光效果好、宽度为d＝3.8×10－3m的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间Δt i，与图中所示的高度差Δh i，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示．(取g＝9.8 m/s2，注：表格中M为直尺质量)d(1)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v i ＝dΔt i求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是：_______________________________________________________________.(2)请将表格中数据填写完整．(3)通过实验得出的结论是：__________________________________________________________. (4)根据该实验请你判断下列ΔE k －Δh 图象中正确的是________．【解析】 (2)v ＝d t ＝3.8×10－30.90×10－3m/s ＝4.22 m/s ，Mg Δh ＝9.8×0.41M ＝4.02M .(3)从表中数据可知，在误差范围内，动能的增加量与重力势能的减少量相等． (4)由ΔE k ＝Mg Δh ，则动能的变化与高度成正比，C 正确．【答案】 (1)极短时间内平均速度近似等于瞬时速度 (2)4.22 4.02M(3)在误差范围内重力势能减少量等于动能的增加量 (4)C【模拟演练】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少，误差就越小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【解析】选D.A 选项中，纸带过短，长度测量的相对误差较大，故A 错误；由12m v 2＝mgh 知，只需验证12v 2＝gh 即可，不必测重物质量，故B 错误；对C 选项中的纸带，可选点迹清晰、距离合适的任意两点M 、N ，通过计算ΔE k ＝12m v 2N －12m v M 2与mghMN 比较，实验误差不一定大，故C 错误；由于自由落体加速度较大，因此除去1、2两点距离可能很小，其他相邻两点间的距离均大于或远大于2 mm ，用毫米刻度尺测量完全可以，不必采用“计数点”法，故D 正确．【答案】D2．利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v 和下落高度h .某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，正确的是( )A ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，并测出下落时间t ，通过v ＝gt 计算出瞬时速度vB ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，并通过v ＝2gh 计算出瞬时速度vC ．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v ，并通过h ＝v 22g计算出高度hD ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v【解析】选D.在验证机械能守恒定律的实验中不能将物体下落的加速度看做g ，只能把它当做未知的定值，所以正确方案只有D 项．【答案】D3．用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”．(1)下列物理量需要测量的是________，通过计算得到的是________(填写代号)． A ．重锤质量 B ．重力加速度 C ．重锤下落的高度D ．与下落高度对应的重锤的瞬时速度(2)设重锤质量为m 、打点计时器的打点周期为T 、重力加速度为g .图乙是实验得到的一条纸带，A 、B 、C 、D 、E 为相邻的连续点．根据测得的x 1、x 2、x 3、x 4写出重锤由B 点到D 点势能减少量的表达式________，动能增量的表达式________．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是________(选填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的减少量．【答案】(1)C D (2)mg (x 3－x 1)mx 4(x 4－2x 2)8T 2小于4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，使质量m ＝200 g 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O 为纸带下落的起始点，A 、B 、C 为纸带上选取的三个连续的点．已知打点计时器每隔T ＝0.02 s 打一个点，当地的重力加速度为g ＝9.8 m/s 2，那么(1)计算B 点的瞬时速度时，甲同学采用v 2B ＝2gx OB ，乙同学采用v B ＝x AC2T ，其中________(选填“甲”或“乙”)同学所选择的方法更符合实验的要求．(2)在计算重力势能时，关于重力加速度g 的数值，丙同学用当地的实际重力加速度代入，丁同学通过对纸带上的数据进行分析计算，用纸带下落的加速度代入，其中________(选填“丙”或“丁”)同学的做法是正确的．(3)某同学想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落过程中所受到的阻力，他先算出纸带下落的加速度，进而算出阻力f ＝________N ．(保留一位有效数字)【解析】由该实验的原理可知，实验中的速度不能用自由落体运动规律来计算，因此乙同学的方法更符合实验要求．由于要验证机械能守恒定律，因此要代入当地的重力加速度，而不是纸带的加速度，所以丙同学的做法正确；由牛顿运动定律结合纸带中得到的实际加速度可以计算出阻力．【答案】(1)乙 (2)丙 (3)0.065．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m ＝1.00 kg 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O 为第一个点，A 、B 、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，当地的重力加速度为g ＝9.80 m/s 2，那么：(1)根据图上所得的数据，应取图中O 点到________点来验证机械能守恒定律；(2)从O 点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔE p ＝________J ，动能增加量ΔE k ＝________J(结果取三位有效数字)；(3)若测出纸带上所有各点到O 点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v 及物体下落的高度h ，则以v 22为纵轴，以h 为横轴画出的图象是如图中的________．【解析】(1)由题中所给数据，只可求出B 点的速度，故选取OB 段来验证机械能守恒定律． (2)ΔE p ＝mg ·OB ＝1.00×9.80×0.192 0 J ＝1.88 JΔE k ＝12m v 2B ＝12×1.00×⎣⎢⎡⎦⎥⎤(23.23－15.55)×10－22×0.022J ＝1.84 J. (3)由mgh ＝12m v 2得：v 22∝h ，故A 正确．【答案】(1)B (2)1.88 1.84 (3)A6．某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A 、B ，滑块P 上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A 、B 时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U 随时间t 变化的图象．(1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt 1________Δt 2(填“>”、“＝”或“<”)时，说明气垫导轨已经水平．(2)用游标卡尺测遮光条宽度d ，测量结果如图丙所示，则d ＝________mm.(3)滑块P 用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q 相连，钩码Q 的质量为m .将滑块P 由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若Δt 1、Δt 2和d 已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出________和________(写出物理量的名称及符号)．(4)若上述物理量间满足关系式________________________________________________________ ____________________________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒．【解析】(1)导轨水平时，滑块做匀速运动，Δt 1＝Δt 2. (2)d ＝5 mm ＋0×0.1 mm ＝5.0 mm.(4)滑块通过光电门的速度为v 1＝d Δt 1，v 2＝d Δt 2，M 、m 组成的系统机械能守恒，则mgL ＝12(M ＋m )⎝⎛⎭⎫d Δt 22－12(M ＋m )⎝⎛⎭⎫d Δt 12. 【答案】(1)＝ (2)5.0 (3)滑块质量M 两光电门间距L11 (4)mgL ＝12(M ＋m )⎝⎛⎭⎫d Δt 22－12(M ＋m )⎝⎛⎭⎫d Δt 12。

实验验证机械能守恒定律

①安装器材，调整两个光电门距离为，轻细绳下端悬挂4个钩码，如图1所示；
②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度；
③保持最下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步骤；
④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统（包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码）总动能的增加量及系统总机械能的减少量，结果如下表所示：
【答案】(1). (2). (3). (4).（）
【解析】（1）[1]四个钩码重力势能减少量为
（2）[2]对滑块和钩码构成的系统，由能量守恒定律可知
其中系统减少的重力势能为系统增加的动能为
系统减少的机械能为，则代入数据可得表格中减少的机械能为
（3）[3]根据表格数据描点得的图像为
[4]根据做功关系可知则图像的斜率为
(3)选纸带并测量：选择一条点迹清晰的纸带，确定要研究的开始和结束的位置，测量并计算出两位置之间的距离Δh及两位置时纸带的速度，代入表达式进行验证．
3．数据处理
(1)计算各点对应的瞬时速度：如图乙所示，根据公式vn＝，计算出某一点的瞬时速度vn.
(2)验证方法
方法一：利用起始点和第n点．
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mghn＝ mvn2，则机械能守恒定律得到验证．
（1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_______。
（2）由图乙得:直线的斜率为______，小钢球的重力为_______N。（结果均保留2位有效数字）
（3）该实验系统误差的主要来源是______（单选，填正确答案标号）。

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。

高中物理实验验证机械能守恒定律

实验七验证机械能守恒定律【实验目的】1、验证机械能守恒定律。

2、测定重物下落的加速度。

【实验原理】当物体自由下落时，如果忽略空气阻力，物体机械能守恒，即重力势能的减少量△E p 等于动能的增加量△E k 。

设物体的质量为m ，下落高度为h 时的速度为v ，则有21mv 2=mgh 即 gh=21v 2测出物体下落到不同位置时的即时速度和下落高度，看上式在误差范围内是否相等，若相等就验证机械能守恒定律。

【实验器材】1、电火花计时器，2、纸带4条，3、C 形夹，4、重锤，5、刻度尺，6、地毯。

【注意事项】1、应先接通电源然后才释放纸带。

2、安装电火花计时器，两个限位孔要上下对正以保证纸带处于竖直方向，减少重锤下落过程中限位孔对纸带的摩擦阻力。

【实验步骤】1、用C 形夹将电火花计时器固定在桌子边上，插好电源。

2、把两条纸带固定在重锤上，另一端一条穿过限位孔从墨粉纸下面经过，另一条从墨粉纸上面经过。

手持纸带保持竖直方向，接通电源，松手让重锤牵引纸带下落，打点计时器在纸带上打出一系列点。

3、重复打出几条纸带，从中挑选第一，二两点的距离接近2mm.并且点迹清晰的纸带进行测量。

4、把选取的纸带的的第一个点记为0点，每过5个点选为一个记数点，依次标记为A、B、C、D、E（中间的点有的未画出）。

如图所示5、依次用刻度尺量出OA、AB、BC、CD、DE的距离记为s1、s2、s3、s4、s5量出OA、OB、OC、OD、OE的距离记为h。

、h1、h2、h3、h4。

并记入表中。

6、用公式依次算出记数点B、C、D的即时速度并填入表中。

7、计算从0点算起物体运动到B、C、D所对应点增加的动能△E k 和减少的势能△E P并填入表中。

8、比较△E k和△E P在误差允许范围内是否相等。

【实验改进】实验按照课本是将电火花计时器.或是将电磁打点计时器用铁夹固定在铁架台上，铁架台放在实验桌子上，重锤下落在桌子上，这样设计有些弊病，第一，打点计时器架设不稳，给实验带来误差。

(完整版)验证机械能守恒定律

验证机械能守恒定律1、原理：mgh=12mv 22、误差分析：△E P ＞△E k ，由于要克服纸带与打点计时器之间的摩擦力及空气阻力做功。

3、数据处理：（1）作12v 2—h 图像，图像斜率表示重力加速度g （2）通过纸带测量h ，并算出v ，验证mgh=12mv 2 4、注意事项：（1）实验器材：打点计时器（电磁10V 以下交流，电火花220V 交流）、学生电源、铁架台（包括铁夹）、纸带、附夹子的重锤、刻度尺、导线若干（不需要秒表，因为打点计时器本身就是计时仪器；不需要天平测质量，因为等式两边的m 可以约掉）（2）实验前装置中纸带要竖直放置穿过限位孔，且重物靠近打点计时器（3）重物选择体积小密度大的物体（如重锤）（4）实验时先接通电源，后释放纸带（5）取1、2两点间距接近2mm 的纸带测量（h=1/2gt 2=1/2×10×0.022=0.002m=2mm ，说明阻力小，接近于自由落体）（6）实验结论：在实验误差允许的范围内机械能守恒（7）误差分析：△E P ＞△E k ，由于要克服纸带与打点计时器之间的摩擦力及空气阻力做功 △E P ＜△E k ，计时起点的速度不为零（比如先释放纸带，再接通电源）（8）数据处理：若纸带初始一段不清晰，可以从点迹清晰处开始取一段研究，则原理式变为mg △h=12mv 22—12mv 12 （9）注意有效数字（保留X 位有效数字；保留X 位小数）1、如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置．（1）若已知打点计时器的电源频率为50 Hz ，当地的重力加速度取g ＝9.80 m/s 2，重物质量为0.2 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，打P 点时，重物的速度为零，A 、B 、C为另外3个连续点．根据图中的数据可知，重物由P点运动到B点，重力势能减少量ΔE p＝________J，动能的增加量ΔE k＝__________．(结果保留三位有效数字)（2）若PB的距离用h表示，打B点时重物的速度为v B，理论上当两者间的关系式满足__________时，说明下落过程中重锤的机械能守恒(已知重力加速度为g)．（3）实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是________．A. 重物的质量过大B. 重物的体积过小C. 电源的电压偏低D. 重物及纸带在下落时受到阻力2、在用电火花计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带．已知打点计时器打点的时间间隔为0.02 s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为________s．用刻度尺量得OA＝1.50 cm、AB＝1.90 cm、BC＝2.30 cm、CD＝2.70 cm.由此可知，打C点时纸带的速度大小为________m/s.（1）现有器材：打点计时器、学生电源、铁架台（包括铁夹）、纸带、附夹子的重锤、刻度尺、秒表、导线若干，其中此实验不需要使用的器材是．（2）关于这一实验，下列说法中正确的是________．A. 打点计时器应接直流电源B. 应先释放纸带，后接通电源打点C. 需使用秒表测出重物下落的时间D. 选定重物后，一定要称出它的质量E. 重物应选用密度小的物体F. 应选择体积大、质量小的重物G. 释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直H. 重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直I. 重物增加的动能略小于其减少的重力势能J. 可用公式v＝gt计算重物的速度K. 可用公式v＝2gh计算重物的速度L. 安装纸带时，应将纸带置于复写纸的下方M. 测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度。

验证机械能守恒定律实验报告1

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验证机械能守恒走律报告【实验目的】借助自由落体运动验证机械能守恒走律【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,则重力势能的减少臺为mgh ,动能的增加星为V2mv2 ,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走律.2・计算打第n个点时速度的方法：测出第n个点与相邻前后点间的距离弘和s卄-由公式X n +X n+12T【实验器林】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【实验步骤］1 ■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。

2. 把纸带的F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. 接通电源，松开纸带,让重锤自由下落。

4 .重复几次,得到2-3条打好点的纸带。

5 .柚丁好点的纟氏带中料憶第一、二两点间的距离接近2mm ,且点迹清晰的一条纸带,在起始点标上0 ,以后各依次标上1,2,3……,用刻度尺测出对应下落高度山、1以^3 o6・应用公式叫咚二¥ 计算各点对应的即时速度你V2S V3……。

2AT7 •计算各点对应的势能减少＞mgh…和动能的增加臺mv,/2是否在误差范围内相等。

［数据处理及验证］4 •数据处理：在起始点标上0 ,在以后各点依次标上1、2、3…用刻度尺测出对应下落高h n+l-h n-lv = --------------------度仏、抵加…利用公式n2T 计算出点l s点2、点3……的瞬时速度巾、叽V3......将实验数据填入下表：连续打两点的时间间隔T = _____________ S实验结【误差分析】1、实验注意事项：①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,以减少重物带看纸带下落时所受到的阻碍作用。

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。

实验报告：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：研究物体自由下落过程中势能与动能验证机械能守恒定律二、实验原理：在只有重力做功，即自由落体运动时，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总的机械能守恒。

通过测量出物体下落高度h和瞬时速度v，比较动能增量ΔE k=½mv²与势能增量ΔE P=mgh是否满足ΔE P =-ΔE k ，从而验证机械能守恒定律。

三、实验器材：重物、打点计时器、铁架台、夹子、刻度尺四、主要实验步骤：①按图组装仪器，将长约1m的纸带穿过限位孔用夹子固定重物，使重锤静止在靠近打点计时器的位置。

②先接通电源再由静止释放重锤，让重锤自由下落，计时器在纸带上打下一系列小点。

③重复步骤，打出3~5条纸带。

五、数据分析：①选择纸带上开始的一段验证机械能守恒定律。

由于初速度v0 =0,要验证的是½mv²=mgh，选取点迹清晰、分布规则、最初两个点接近2mm的纸带。

（原因：）②若选择纸带上开始的一段验证机械能守恒定律，要验证的是½m（v m²-v n²）=mgh mn ，这时只需测出X m、X n、v m、v n即可。

【注：纸带上某点的瞬时速度v b=½（v a+v c）】测定重物下落的高度：h mn=x m-x n【注：可以直接验证½v²=gh，不需要测出质量m】六、结论：七、对结论可靠性的评估：本次试验主要的误差有空气阻力影响、数据测量误差等。

减小空气阻力影响的方法：①竖直安装铁架台；②重锤应质量较大、体积较小；减小数据测量误差：多次测量求平均值、选取计数点应尽量远离O点（减小相对误差）、保证测量是从O点测量的。

验证机械能守恒

验证机械能守恒文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]第9节实验：验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律．二、实验原理在只有重力作用的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总机械能守恒．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 ，则应有mgh ＝12mv 2，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．方法2：任意找两点A 、B ，分别测出两点的速度大小v A 、v B 以及两点之间的距离d.若物体的机械能守恒，应有ΔEp ＝ΔEk.测定第n 点的瞬时速度的方法是：测出第n 点的前、后相邻的两段相等时间T 内下落的距离s n 和s n ＋1，由公式v n ＝s n ＋s n ＋12T ，或由v n ＝d n ＋1－d n －12T算出．三、实验器材铁架台(带铁夹)，打点计时器，重物(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4～6 V)．四、实验步骤1．按图7－9－1把电火花打点计时器安装在铁架台上，用导线把电火花打点计时器与学生电源连接好．图7－9－12．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，并使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近．3．实验中，需保持提纸带的手不动，待接通电源，打点计时器工作稳定后才松开纸带让重物带着纸带自由下落．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、2两计时点间距离接近2 mm 的一条纸带，在起始点标上O ，再在相距距离较大处开始，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v n ＝h n ＋1－h n －12T计算各点对应的即时速度v 1、v 2、v 3…… 7．计算各点对应的势能减少量mgh n 和动能增量12mv 2n，进行比较，并讨论如何减小误差．五、注意事项1．打点计时器安装时，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物下落，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、二点间距接近2 mm 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60 cm ～80 cm 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．六、误差分析 1．偶然误差测量长度时会带来误差，减少误差的办法是： (1)测距离时都应从第一个点O 量起． (2)多测几次取平均值． 2．系统误差实验中重物和纸带在下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力)做功，故动能的增加量ΔEk 必定稍小于势能的减少量ΔEp.七、数据处理的方法1．公式法：本实验中不需要测出物体的质量m ，只需要验证ΔEp ＝ΔEk ，mgh ＝12mv 2，即12v 2＝gh 即可．2．图象法：我们可以以12v 2为纵轴，以h 为横轴，建立平面直角坐标系，将实验得到的(h ，12v 2)描于坐标平面内，然后来描合这些点，应该得到一条过原点的直线，这是本实验中另一处理数据的方法.1.探究机械能是否守恒时，一般如何选择物体运动过程来验证选用重物自由下落的情景来验证机械能是否守恒，可选择从静止开始到下落高度较大的位置的过程来探究，要验证的表达式为mgh ＝12mv 2.此时必须选取第一、二两点的距离接近 2 mm 的纸带．因为打点计时器每隔 s 打一次点，在这段时间内纸带下落的距离为h ＝12gT 2≈0.002 m.也可以选择重物下落过程中的两个状态之间的过程来探究．验证时测定从初状态到末状态动能的增加量12mv 22－12mv 21和重力势能的增加量mg(h 1－h 2)，即要验证的表达式为12m(v 22－v 21)＝mg(h 1－h 2)．如实验中给出的纸带不完整(如开始一段撕去)，可用此法．2．要确定物体的动能，需测出物体下落一定高度时的速度．根据已学过的知识，可有三种方法：(1)vn ＝2ghn (2)vn ＝gtn (3)vn ＝dn ＋1－dn －12T是否以上三种方法都可以确定物体的动能呢第(1)种方法是根据机械能守恒定律mgh ＝12mv 2得到的，而我们的目的是验证机械能守恒定律，显然这种方法不能用．第(2)种方法认为加速度为g ，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际下落的加速度必将小于g ，而下落高度h 是直接测量的，这样将得到机械能增加的结论，故这种方法也不能用．总之，本实验中速度看似有很多种方法可求得，但正确的只有一种，即从纸带上直接求出物体实际下落的速度，也就是第(3)种方法，而不能用理论计算，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h ＝12gt 2或h ＝v 22g计算得到.一、重力势能的减少量和动能的增加量的求解例1 在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的电源频率为50 Hz ，查得当地的重力加速度g ＝9.80 m/s 2，测得所用的重物质量为1.00 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记为O 点，另选连续的4个点A 、B 、C 、D 作为测量的点，经测量知道A 、B 、C 、D 各点到O 点的距离分别是62.99 cm 、70.18 cm 、77.76 cm 、85.73 cm ，如图7－9－2所示，根据以上数据，可知重物由O 点运动到C 点，重力势能的减少量等于________ J ，动能的增加量等于________ J ．(结果保留三位有效数字)图7－9－2解析由题意知，重物由O 点运动到C 点，下落的高度h C ＝OC ＝77.76 cm ＝ 6 m ，则重力势能的减少量ΔEp 为ΔEp ＝mgh C ＝×× 6 J ＝ J重物经过C 点的瞬时速度v C ，可由下式求出 v C ＝BD 2T ＝OD －OB 2T又T ＝ sOD ＝85.73 cm ＝ 3 m ，OB ＝70.18 cm ＝ 8 m 则v C ＝错误! m/s ＝3.89 m/s 因此重物动能的增加量ΔEk 为 ΔEk ＝12mv 2C ＝12××2J ＝ J 答案二、实验数据的处理及结论的验证例2 在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50 Hz ，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时，各计数点对应刻度尺上的读数如图7－9－3所示(图中O 点是打点计时器打出的开始下落的第1个点，A 、B 、C 、D 、E 、F 分别是每打两个点取出的计数点)根据纸带计算：图7－9－3(1)重物下落到打B 点、E 点时的速度．(2)若重物的质量为m kg ，则重物从开始下落到打B 点时，减少的重力势能是多少重物增加的动能为多少(3)若重物质量为m kg ，求重物下落BE 高度的过程中重力势能减少多少重物的动能增加多少 (4)从(2)(3)数据可得出什么结论产生误差的原因是什么(当地重力加速度为9.8 m/s 2)解析 (1)x AB ＝195.0 mm －125.0 mm ＝70.0 mm ＝ 0 m x BC ＝280.5 mm －195.0 mm ＝85.5 mm ＝ 5 m x DE ＝498.0 mm －381.5 mm ＝116.5 mm ＝ 5 m x EF ＝630.0 mm －498.0 mm ＝132.0 mm ＝ 0 mv B ＝x AB ＋x BC 2T ＝错误! m/s＝1.944 m/sv E ＝x DE ＋x EF 2T ＝错误! m/s＝3.106 m/s(2)重物从开始下落到打B 点时减少的重力势能为ΔE p 减＝mgx BO ＝×0.195m ＝1.91m J 增加的动能为ΔE k 增＝12mv 2B ＝12m ×2＝1.89m J (3)重物下落BE 高度时减少的重力势能为 ΔE p 减＝mgx EB ＝× 0－ 0)m ＝2.969m J 增加的动能 ΔE k 增＝12mv 2E －12mv 2B ＝12m ×2－12m ×2＝2.934m J (4)从(2)(3)可以得出：在实验误差允许的范围内重物重力势能的减少等于其动能的增加，机械能守恒．重物减少的重力势能略大于其增加的动能的原因是：重物在下落时要受到阻力的作用(打点计时器对纸带的摩擦阻力、空气阻力等)，重物克服阻力做功要损失一部分机械能．答案 (1)1.944 m/s 3.106 m/s (2)1.91m J 1.89m J (3)2.969m J 2.934m J (4)见解析三、实验原理创新例3 如图7－9－4所示，两个质量各为m 1和m 2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m 1>m 2，现要利用此装置验证机械能守恒定律．图7－9－4(1)若选定物块A 从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有________． ①物块的质量m 1、m 2；②物块A 下落的距离及下落这段距离所用的时间；③物块B 上升的距离及上升这段距离所用的时间； ④绳子的长度．(2)为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议： ①绳的质量要轻；②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好； ③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃； ④两个物块的质量之差要尽可能小．以上建议中确实对提高准确程度有作用的是________．(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议： ________________________________________.解析 (1)要验证机械能守恒定律，物体质量、物体速度及变化高度都要测量，要测速度，时间是关键量，②、③选项测量一个即可，因此选①②或①③.(2)绳的质量在计算中不考虑，因此绳的质量要轻．尽量保持在竖直方向运动，不要摇晃，因为计算的是竖直方向的速度，如果摇晃，水平方向有速度，就有机械能损失．绳子应适当长些，并不是越长越好，两个物块质量差要适当小些，不是尽可能小．所以选①③.(3)实验中的测量、阻力、弹性势能都影响结果的准确程度，所以“对同一高度进行多次测量取平均值”，“选取受力后相对伸长量小的绳”，“绳和滑轮尽量光滑”，对提高结果准确程度有益．答案 (1)①②或①③ (2)①③ (3)“对同一高度进行多次测量取平均值”；“选取受力后相对伸长量小的绳”；“绳和滑轮尽量光滑”等等.1.在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中，产生误差的主要原因是( ) A ．重物下落的实际高度大于测量值 B ．重物下落的实际高度小于测量值C ．重物实际末速度v 大于gt(g 为重力加速度，t 为下落时间)D ．重物实际末速度v 小于gt2．在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器两个限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样的结果会有( )A ．mgh>12mv 2B ．mgh<12mv 2C ．mgh ＝12mv 2 D ．以上都有可能3．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要用工具直接测量的有( ) A ．重物的质量 B ．重力加速度 C ．重物下落的高度D ．与重物下落高度对应的重物的瞬时速度4．用落体法验证机械能守恒定律，关于实验误差的下列说法正确的是( )A．重物质量称量不准，会造成较大误差B．重物质量选用大些，有利于减小误差C．重物质量选用小些，有利于减小误差D．释放纸带与接通电源开始打点不同步会造成较大误差5．某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中错误的是()A．把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源B．将连有重物的纸带穿过限位孔，将纸带和重物提升到一定高度C．先释放纸带，再接通电源D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据6．用电磁打点计时器做“验证机械能守恒定律”的实验中，有下列操作：A．用刻度尺测出选定的0到1,2,3，…点之间的距离，查出当地的g值B．在支架上竖直架好打点计时器C．测出重物的质量D．算出各对应点的势能和动能，并通过比较得出结论E．提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方F．把电池接到打点计时器的接线柱上G．将50 Hz低压电源接到打点计时器的接线柱上H．接通电源再松开纸带请你选出其中正确的操作步骤，并排出合理的操作顺序________________．(用字母填写)7．用电磁打点计时器做“验证机械能守恒定律”的实验，有如下可供选择的实验器材：铁架台、打点计时器、复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关，其中不必要的器材是________________________，缺少的器材是________________________．8．如图7－9－5所示，选取纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O 的距离为s.点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2.图7－9－5(1)使用的交流电频率为f，则v C＝________，E kC＝________.(2)打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重物重力势能的减少量为ΔE pC＝________.(3)在验证机械能守恒的实验时发现，重物减少的重力势能总大于增加的动能，其原因主要是因为在重物下落的过程中存在着阻力的作用，若已知当地的重力加速度g，用以上测量值表示重物在下落过程中受到的平均阻力的大小为________．9．在验证机械能守恒定律时，如果以v22为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的v22—h图象应是什么形状才能验证机械能守恒定律，图线的斜率表示什么10．给你一架天平和一只秒表，你如何来估测用手竖直上抛小球时，手对小球做的功要求写出：(1)需测定哪些量如何测量(2)计算时所需关系式及最后所做功的表达式．题型①关于实验步骤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．用秒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交流电源上H ．接通电源，释放纸带I ．把打点计时器接到低压直流电源上 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的是____________．(均只需填步骤的代号)答案 E 、I A JGBHDCF解析对于物理实验，掌握实验原理和操作方法是最基本的要求．只有掌握了实验原理，才能判断出实验步骤中哪些是错误的，哪些是必要的；只有亲自动手进行认真的操作，才能正确地对实验步骤按序排列．上述实验步骤中错误的是E 和I ，因为实验中不需要测定时间，打点计时器应使用低压交流电源．可有可无的实验步骤是A.其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是：JGBHDCF.题型 ② 实验数据的处理在验证机械能守恒的实验中，已知打点计时器打点间隔为T ，某一组同学得到了一条如图1所示的纸带，在填写实验报告时甲、乙两个同学选择不同的数据处理方法：图1甲同学测出了C 点到第一点O 的距离h OC ，利用v 2C ＝2gh OC 计算得到了C 点的速度，然后验证mgh OC 与12mv 2C 相等．乙同学测出了A 、B 、C 、D 各点到第一点O 的距离h A 、h B 、h C 、h D ，利用v B ＝h C －h A2T 、v C ＝h D －h B 2T 计算B 、C 点的速度，然后验证了mg(h C －h B )与12mv 2C －12mv 2B 是否相等．请你对甲乙两位同学的做法逐一分析，不合理之处提出完善办法．答案甲同学选择a 时间为t a ＝t b －T ＝9lg－ 4l g＝ l g到C 段验证机械能守恒，计算C 点的速度用v 2C ＝2gh OC 的话，犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误．计算v C 可以选择v C ＝h D －h B2T.乙同学选择了从B 到C 段验证机械能守恒，由于BC 较近造成误差偏大，选择BD 段相对较为合适．拓展探究用落体法验证机械能守恒定律的实验中：(1)运用公式mv 22＝mgh 对实验条件的要求是____________________________，为此，所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近________．(2)若实验中所用重物的质量m ＝1 kg.打点纸带如图2所示，打点时间间隔为 s ，则记录B 点时，重物的速度v B ＝________，重物的动能E kB ＝________，从开始下落起至B 点时重物的重力势能减少量是__________，由此可得出的结论是________________．图2答案 (1)打第1个点时重物的初速度为零 2 mm (2)0.59 m/s J J 在误差允许范围内机械能守恒解析 (1)重物自由下落时，在 s 内的位移应为 h ＝12gT 2＝12××2 mm ≈2 mm. 所以对实验条件的要求是打第一个点时重物的初速度为零．(2)v B ＝AC 2T＝错误!＝0.585 m/s ，此时重物的动能为 E kB ＝12mv 2B ＝12×1×2＝ J ，物体的重力势能减小量为 ΔE pB ＝mgh ＝1×××10－3＝ J. 故在误差允许范围内机械能守恒．题型 ③ 实验原理创新一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，他的实验如下：在离地面高度为h 的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m 的一小钢球接触，当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图3所示．让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面，水平距离为x.图3(1)请你推导出弹簧的弹性势能Ep 与小钢球质量m 、桌面离地高度h 、水平距离x 等物理量的关系式．(2)弹簧长度的压缩量l 与对应的钢球在空中飞行的水平距离x 的实验数据如下表所示，根据下面的实验数据，你猜测弹簧的弹性势能Ep 与弹簧长度的压缩量l 之间有何关系为什么弹簧长度的压缩量l/cm钢球飞行水平距离x/cm答案 (1)Ep ＝mg 4h x 2 (2)Ep ＝mgc 24h·l 2(字母c 为常数)解析 (1)弹簧压缩后的弹性势能转化为钢球抛出时的动能，所以Ep ＝12mv 20.又根据平抛运动规律知：h ＝12gt 2，x ＝v 0t ，可得Ep ＝mg4hx 2.(2)从实验数据表可看出，在误差允许的范围内，钢球飞行的水平距离x 与弹簧长度的压缩量x成正比，可表示为x ＝cx(c 为常数)，又因为Ep ＝mg 4h x 2，所以Ep ＝mg 4h (cl)2＝mgc 24h ·l 2，其中mgc 24h为常数，所以可以猜测弹簧的弹性势能与弹簧长度的压缩量l 的平方成正比.1.在验证机械能守恒定律的实验中，需要测量的是重物的( )A ．质量B ．下落高度C ．下落时间D ．瞬时速度答案 BD解析在验证机械能守恒定律的实验中，只要计算出重力势能的减少量ΔEp ＝mgh 和动能的增加量ΔEk ＝12mv 2，由ΔEp ＝ΔEk 即可验证，实际上只要gh ＝v 22，就验证了机械能守恒，因此只要测出下落高度和瞬时速度，无需测量重物质量，所以B 、D 正确．2．在“验证机械能守恒定律”的实验中，需特别注意的有( )A ．称出重物的质量B ．手提纸带，先接通电源再松开纸带让重物落下C ．取下纸带，可不考虑前面较密集的点，选某个清晰的点作为起始点处理纸带，验证mgh ＝12mv 2D ．必须选取第1、2点间距离接近2 mm 的纸带，从第1点算起处理纸带，验证mgh ＝12mv 2答案 BD3．在“验证机械能守恒定律”的实验中，有关重物的质量，下列说法中正确的是( ) A ．应选用质量较大的重物，使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力 B ．应选用质量较小的重物，使重物的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动 C ．不需要称量重物的质量D ．必须称量重物的质量，而且要估读到0.01 g 答案 AC解析本实验是用重物自由下落来验证机械能守恒定律的，而机械能守恒定律成立的条件是只有重力做功，而空气阻力做功会使重物机械能减少．只有重力做的功远大于空气阻力做的功，才可能满足机械能守恒的条件，因此重物的重量应取得大一些，以便系统所受的阻力和重物的重量相比可以忽略不计，以保证系统做自由落体运动．对自由落体运动来说，物体的机械能守恒，即重力势能的减小量等于其动能的增加量．设重物质量为m ，下落距离为h 时的速度为v ，则有12mv 2＝mgh ，约去m 后，有12v 2＝gh.分别计算对应的12v 2和gh ，即可验证机械能守恒定律是否成立．故此题选A 、C.4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，当地重力加速度的值为9.80 m/s 2，测得所用重物的质量为1.00 kg ，甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、第2两点间的距离分别为0.10 cm 、0.19 cm 和0.25 cm ，则可肯定______(选填“甲”“乙”“丙”)在操作上有错误，错误是____________________．答案丙先放开纸带后接通电源解析合格的纸带应为放开纸带的瞬间打点计时器恰好打第一个点，这样第1、2两点间的距离应接近2 mm ，且实验也有要求，应先使打点计时器开始打点，然后再放开纸带使重物下落，这样1、2两点的间距肯定会小于2 mm ，可判断出丙在操作上肯定出现了错误．5．光电计时器是物理实验中经常用到的一种精密计时仪器，如图4所示．它由光电门和计时器两部分组成，光电门的一臂的内侧附有发光装置(发射激光的装置是激光二极管，发出的光束很细)，如图中的A 和A ′，另一臂的内侧附有接收激光的装置，图中的B 和B ′.当物体在它们之间通过时，二极管发出的激光被物体挡住，接收装置不能接收到激光信号，同时计时器就开始计时，直到重新收到激光信号，光电计时器停止计时，故此装置能精确地记录物体通过光电门所用的时间．图4现有一小球从两光电门的正上方开始自由下落，如图所示，若要用这套装置来验证机械能守恒定律，则要测量的物理量有________________(每个物理量均用文字和字母表示，如高度H)，验证机械能守恒定律的关系式为____________．答案小球直径D ，两光电门间的竖直高度H ，小球通过上、下两光电门的时间Δt 1、Δt 2 (D Δt 2)2－(D Δt 1)2＝2gH 解析由于本装置可记录小球通过光电门的时间Δt ，则将小球的直径D 除以Δt ，即可求出小球经过光电门的速度．若再测出两光电门间相距的高度H ，即可验证机械能守恒定律．故需要测量的物理量有：小球直径D ，两光电门间的竖直高度H ，小球通过上下两光电门的时间Δt 1、Δt 2，则小球通过上、下两光电门处的速度分别为D Δt 1、D Δt 2. 验证机械能守恒定律的关系式为：12m(D Δt 2)2－12m(D Δt 1)2＝mgH ，化简得：(D Δt 2)2－(D Δt 1)2＝2gH. 6．某学校课外研究小组，利用光控实验板进行了“探究重力做功与动能变化之间的关系”实验，光控实验板上有直轨道、滑块、两个光控门和配套的速度显示仪，工作时滑块每通过一次光控门，仪器上都能显示出通过的速度，滑块通过两个光控门，则两个速度值交替显示．现在利用滑块下落高度确定重力的功；通过初、末速度的测量确定动能的改变．另配有器材：多功能电源、连接导线、刻度尺、重垂线、铁架台．实验步骤：A ．安装置：将光控板竖直固定，连好电路B ．在上下两端合适位置调节好两光控门A 、B 的位置，并用刻度尺测出两者的距离d 1.C ．接通光控电源，释放滑块，读出滑块通过A 、B 时的速度示数v 01、v t1.D ．调节B 的位置改变光控门的高度，测得d 2、d 3、…；读出对应的速度示数v 02、v t2；v 03、v t3…E ．由WG ＝mgd 写出重力做的功分别是W G1、W G2、W G3、…F ．由Ek ＝12mv 2，算出各次动能的改变量ΔE k1、ΔE k2、ΔE k3、… 请分析回答：(如图5所示)图5(1)安装置时应注意什么____________________.如何操作____________________.(2)该实验中难以避免的误差来源有：；；.(3)因误差的存在，使每组测得的ΔEk总比WG要________(a.略大一点；b.略小一点；c.相等；d.可能偏大也可能偏小)．(4)该实验是否需测出滑块的质量________.能得出的实验结论：在误差允许范围内，________________________.答案(1)确保滑块轨道竖直使轨道与重垂线平行(2)轨道摩擦和空气阻力光控门间距的测量光控门对速度的测量不完全是瞬时速度(3)b(4)不需要物体所受合外力做的功等于物体动能的改变量。

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班级姓名学号一、实验目的：应用自在落体运动验证机械能守恒定律。

二、实验原理：1、机械能守恒定律的内容是：。

在本实验中，选择物体作自在落体运动来验证机械能守恒的理由是：。

2、如下图为实验装置图，借助打点计时器打出的纸带〔如以下图所示〕，可以测出物体自在下落的和。

打第n 个计数点时的瞬时速度等于以该时辰为中间时辰的某一段时间内的平均速度。

即v n =T S S n n 21++=T－h h n n 211-+ 3、在只要重力做功的自在落体运动中，物体的重力势能和动能相互转化，但总的机械能坚持不变．假定物体某时辰瞬时速度为v ，下落高度为h ，那么重力势能的减大批为mgh ，动能的添加量为21m v 2，看它们在实验误差允许的范围内能否相等，假定相等那么验证了机械能守恒定律．三、实验器材：四、实验步骤和数据处置1．按上图装配器材，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运动在接近打点计时器的中央．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自在下落。

改换纸带重复做3～5次实验． 3．选纸带：分两种状况说明⑴用n n mgh mv =221验证这是以纸带上第一点〔起始点〕为基准验证机械能守恒定律的方法。

由于第一点应是重物做自在落体运动末尾下落的点，所以应选取点迹明晰且第1、2两点间的距离接近2mm 的纸带。

⑵用h mg mv mv A B ∆=-222121验证这是逃避起始点的人为不确定性，在纸带上选择前面明晰的任两点验证机械能守恒定律的方法。

由于重力势能的相对性，处置纸带时选择适当的点A 为基准点，只需计算出到前面任一0 1 23n-1nn+1S 1 S 2S 3 S nS n+1h n-1h n+1点B 进程中的势能减大批和动能增量就可以了。

这样，纸带上打出起始点0后的第一个0.02s 内的位移能否接近2mm ，以落第一个点能否明晰也就有关紧要了。