验证机械能守恒物理实验报告

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气垫导轨验证机械能守恒定律实验报告

气垫导轨验证机械能守恒定律实验报告一、实验目的本实验的主要目的是验证机械能守恒定律，通过使用气垫导轨验证机械能守恒定律的正确性，并通过实验数据来分析机械能守恒定律在实际物理世界中的应用。

二、实验原理机械能守恒定律是指在一个封闭系统内，当系统内只有重力和弹性势能时，系统内总机械能保持不变。

在此基础上，可以得到以下公式：E = mgh + 1/2mv^2 = 常数其中，E表示系统内总机械能，m表示物体质量，g表示重力加速度，h表示高度，v表示速度。

三、实验器材1. 气垫导轨2. 滑块3. 弹簧4. 质量盘5. 铅直尺6. 计时器7. 电子天平四、实验步骤1. 将滑块放置在气垫导轨上，并将其与弹簧相连。

2. 将质量盘放置在滑块上，并使用电子天平测量其质量。

3. 将滑块拉到一定位置并释放，记录下滑块运动的时间和距离。

4. 重复以上步骤多次，记录每次实验的数据。

五、实验数据处理1. 计算滑块的势能和动能。

势能Ep = mgh动能Ek = 1/2mv^2其中，m为质量，g为重力加速度，h为滑块高度，v为滑块速度。

2. 计算机械能守恒定律中的常数。

由机械能守恒定律可知：E = Ep + Ek将上面计算出来的势能和动能代入公式中，则得到：E = mgh + 1/2mv^2将同一位置上不同时间内测得的滑块质量、高度、速度代入公式中计算出每个时刻的机械能值，并对每个时刻计算出来的机械能值进行求和，即可得到常数。

3. 分析实验数据并验证机械能守恒定律。

将实验数据代入上述公式进行计算，并将结果绘制成图表。

通过对比不同时刻计算出来的机械能值之间的差异以及与常数之间的关系，可以验证机械能守恒定律在实际物理世界中的应用。

六、实验结果分析通过对实验数据的处理和分析，我们可以发现，实验中得到的机械能值与常数之间的差异非常小，这表明机械能守恒定律在实际物理世界中是成立的。

此外，通过绘制出来的图表也可以看出，在滑块运动过程中，势能和动能之间始终保持平衡。

守恒_实验报告

一、实验目的1. 验证机械能守恒定律。

2. 理解动能、势能、重力势能之间的关系。

3. 掌握实验操作步骤和数据处理方法。

二、实验原理机械能守恒定律指出，在只有重力或弹力做功的情况下，系统的机械能（动能与势能之和）保持不变。

本实验通过验证物体在自由下落过程中，重力势能的减少量与动能的增加量相等，来验证机械能守恒定律。

三、实验器材1. 打点计时器2. 纸带3. 复写纸4. 低压电源5. 重物（附纸带夹子）6. 刻度尺7. 铁架台（附夹子）8. 导线四、实验步骤1. 将打点计时器固定在支架上，并用导线将打点计时器接在交流电源上。

2. 将纸带穿过打点计时器，纸带下端用夹子与重物相连，手提纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。

3. 接通电源，松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打下一系列小点。

4. 重复实验几次，从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的纸带进行测量。

5. 记下第一个点的位置O，在纸带上选取方便的个连续点1、2、3、4、5，用刻度尺测出对应的下落高度h1、h2、h3、h4、h5。

6. 用公式计算各点对应的瞬时速度v1、v2、v3、v4、v5。

7. 计算各点对应的势能减少量和动能增加量，进行比较。

五、数据处理与分析1. 根据测量数据，计算出各点的瞬时速度v1、v2、v3、v4、v5。

2. 根据公式E_p = mgh，计算各点的势能减少量ΔE_p1、ΔE_p2、ΔE_p3、ΔE_p4、ΔE_p5。

3. 根据公式E_k = 1/2mv^2，计算各点的动能增加量ΔE_k1、ΔE_k2、ΔE_k3、ΔE_k4、ΔE_k5。

4. 将ΔE_p1、ΔE_p2、ΔE_p3、ΔE_p4、ΔE_p5与ΔE_k1、ΔE_k2、ΔE_k3、ΔE_k4、ΔE_k5进行比较。

六、实验结果与结论1. 通过实验测量，得到各点的瞬时速度v1、v2、v3、v4、v5。

2. 通过计算，得到各点的势能减少量ΔE_p1、ΔE_p2、ΔE_p3、ΔE_p4、ΔE_p5与动能增加量ΔE_k1、ΔE_k2、ΔE_k3、ΔE_k4、ΔE_k5。

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。

实验六验证机械能守恒定律

2T
2、在计算ghn时需注意的问题 (1)g值取9.8 m/s2或当地重力加速度，而不需利用纸带求g. (2)hn需从打点的起始点开始量起．五、注意事项
1．安装打点计时器时，必须使纸带与限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力． 2．接通电源前，穿过打点计时器的纸带应平展不卷曲，提纸带的手必须拿稳纸带，并使纸带保持竖直，从而不致人为地增大摩擦阻力，导致机械能损耗． 3．实验时，必须先接通电源，让打点计时器工作正常后才能松开纸带让重物下落，从而使纸带下落的初速度为零，并且纸带上打出的第一个点是清晰的一个小点．
解析：步骤B是错误的，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，重物的动能和势能中都包含了质量m，可以约去；步骤D是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带。
答案：见解析
2．(2015· 南宁模拟)用如图实63甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。
图实63
C ，通过计算得到的是 (1)下列物理量需要测量的是________
即验证gh与 2 范围内相等．
v2
是否在误差允许的
若起始点不理想，选取纸带可利用纸带的中间一部分，这种方法验证机械能守恒定律表达式为: g h 1 (v 2 v 2 ) 2 1 2
二、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)．三、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．把纸带的一端连在重物上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重物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． 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的一条纸带，在起始点标上0，后面从某点开始依次标上1,2,3…，用毫米刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3….

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。

实验报告验证机械能守恒

实验报告验证机械能守恒定律【实验目的】借助自由落体运动验证机械能守恒定律【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 ，则重力势能的减少量为，动能的增加量为，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．计算打第n 个点时速度的方法：【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（装置如图）[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．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．在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近，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h 1、h 2、h 3……。

6．应用公式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 和动能的增加量 mv n 2/2是否在误差范围内相等。

【数据处理及验证】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度h 1、h 2、h 3… 计算出点1、点2、点3……的瞬时速度v 1、v 2、v 3……实验结论：______________________________________________________________________【误差分析】误差原因：减小误差的措施：实验操作中应注意哪些方面：[试题链接]题型1实验原理及操作步骤【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： A ．用天平称出重物和夹子的质量 B ．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6 V(电源暂不接通)E ．把打点计时器用铁夹固定在放在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上F ．在纸带上选取几个点，进行测量并记录数据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 I ．切断电源J ．更换纸带，重新进行两次实验 K ．在三条纸带中，选出较好的一条 L ．进行计算，得出结论，完成实验报告 M ．拆下导线，整理器材对于本实验以上步骤中，不必要的有________；正确步骤的合理顺序是 ________(填写代表字母)．题型2数据处理及误差分析【例2】在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量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点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O 为第一个点(速度恰好为零)，每两个计数点之间还有四个点未画出，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50.50 cm 、86.00 cm 、130.50 cm.已知打点计时器每隔0.02 s 打一次点，当地的重力加速度g ＝9.80 m/s 2.根据以上数据，可计算出打B 点时的速度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 ．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，物体在从A 到B 下落的过程中所受到的平均阻力为________ N(计算结果都要保留3位有效数字)，该阻力的来源主要有：(1)___________________________________________________________； (2)___________________________________________________________．练习1、某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒． (1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？_________. (2)如图所示(经放大后的)，测得遮光条的宽度d ＝0.600cm ；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt ＝1.2×10－2s ，则滑块经过光电门时的瞬时速度为________ m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m 、________和________(文字说明并用相应的字母表示)．(3)本实验通过比较________和________在实验误差允许的范围内是否相等(用测量的物理量符号表示)，从而验证系统的机械能守恒．练习2、验证“机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法(g ＝9.8 m/s 2)：(1)通过验证12mv 2＝mgh 来验证机械能守恒定律时，对纸带上起点的要求__________；为此，所选择纸带的第一、二两点间距应接近________。

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。

(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

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

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。

物理机械守恒实验报告

一、实验目的验证机械能守恒定律，即在只有重力做功的情况下，物体的机械能（动能和势能之和）保持不变。

二、实验原理机械能守恒定律指出，在只有重力做功的情况下，一个物体的机械能（动能和势能之和）保持不变。

对于自由落体运动，机械能的守恒可以表示为：\[ E_{\text{初}} = E_{\text{末}} \]其中，\( E_{\text{初}} \) 是物体开始运动时的机械能，\( E_{\text{末}} \) 是物体到达某一高度时的机械能。

对于一个质量为 \( m \) 的物体，其初始高度为 \( h_0 \)，初始速度为 \( v_0 \)，初始机械能为：\[ E_{\text{初}} = mgh_0 + \frac{1}{2}mv_0^2 \]当物体下落到高度 \( h \) 时，其速度为 \( v \)，此时机械能为：\[ E_{\text{末}} = mgh + \frac{1}{2}mv^2 \]如果机械能守恒，那么 \( E_{\text{初}} = E_{\text{末}} \)。

通过实验测量物体的初始和最终高度、速度，可以验证机械能守恒定律。

2. 将纸带穿过打点计时器，纸带下端用夹子与重物相连，手提纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。

3. 接通电源，松开纸带，让重物自由下落，打点计时器在纸带上打下一系列小点。

4. 重复实验几次，从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的纸带进行测量。

5. 记下第一个点的位置O，在纸带上选取方便的连续点1,2,3,4,5，用刻度尺测出对应的下落高度 \( h_1, h_2, h_3, h_4, h_5 \)。

6. 用公式 \( v_n = \sqrt{\frac{2(h_n - h_{n-1})}{T}} \) 计算各点对应的瞬时速度 \( v_1, v_2, v_3, v_4, v_5 \)。

原创2：实验六验证机械能守恒定律

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
【答案】 C D 【解析】通过实验原理可知,重锤下落高度要用毫米刻度尺直接量出,下落这一高度时对应的瞬时速度可求出,故需用工具测量的是C,通过计算得到的是D。
2.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9.8 m/s2,小球质量m=0.2 kg,结果保留三位有效数字):
cm;
④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2; ⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt1和Δt2; ⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m。
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式:
2
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xn和xn+1,由公式vn= xn
xn1 2T
或vn= hn12Thn1
算出,如图所示。
实验器材铁架台(含铁夹)、打点计时器、电源、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物(带纸带夹)。
(1)用
1 2
m vn2=mghn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,这是由于先
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
1 2
m vB2
-

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。