实验验证机械能守恒定律总结
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。
物理实验验证机械能守恒定律考点总结
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vt= 2t 计算打第n个点速度的方法:测出第n个点与相邻前后
[解析] (1)不必要的器材是低压直流电源、天平、秒 表.缺少的器材是低压交流电源、重物、刻度尺. (2)步骤B是错误的,应该接到电源的交流输出端.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.步骤C不必要,因为根据测量原理,重锤的动能和势 能中都包含了质量m,可以约去. [答案] 见解析
(2)加速度a= =9.50 m/s2. (3)由牛顿第二定律得:mg-Ff=ma 即Ff=mg-ma=0.30 N. [答案] (1)8.00 8.25 (2)9.50 (3)0.30
一、实验目的 1.描绘小电珠的伏安特性曲线. 2.分析伏安特性曲线的变化规律.
二、实验原理 1.用电流表测出流过小电珠的电流,用电压表测出小电珠
用阻值适当大一些的滑动变阻器,但不可过大;实验电路 若采用分压式接法,应选择阻值小一些的滑动变阻器,以 便于调节,但要注意其额定电压和额定电流值. (3)电源的选择:综合考虑小灯泡、电压表、电流表的量程以 及滑动变阻器的阻值,保证能为实验提供合适的电流或电 压.
三、实验器材 小电珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一个,电压表(0~3 V~
1两种接法比较方式内容限流接法分压接法对比说明两种接法电路图串并联关系不同负载r上电压调节范围分压接法调节范围大方式内容限流接法分压接法对比说明负载r上电流调节范围分压接法调节范围大闭合s前触头位置都是为了保护电路元件2限流电路分压电路的选择原则安全性原则
验证机械能守恒定律的实验结论
验证机械能守恒定律的实验结论机械能守恒定律是物理学中一个重要的定律,它表明了在一个孤立系统中,机械能的总量是不变的。
为了验证这一定律,我们进行了以下的实验。
首先,我们选取了一个小球和一个弹簧,将小球放在弹簧上方,然后让小球自由落下并落在弹簧上。
在此过程中,小球的重力势能逐渐转化为了弹簧的弹性势能,最终小球被弹簧弹起,并继续上升一段距离。
我们测量了小球在下落时的速度和上升时的速度,并计算出小球下落时的重力势能和上升时的弹性势能。
通过比较两次实验中机械能的总量,我们发现机械能守恒定律在此实验中得到了验证。
这个实验告诉我们,机械能是一个系统内所有物体的动能和势能的总和。
在一个封闭的系统中,机械能守恒定律始终成立,这意味着在任何一个时刻,系统中的机械能总量都保持不变。
此外,我们还可以从这个实验中得到指导意义。
首先,当我们设计物理实验时,必须要准确地测量每一个物理量,以确定实验的有效性和可靠性。
其次,我们在实验中需要保证系统的孤立性,以避免外界因素对实验的干扰。
最后,在实验设计中,我们需要充分考虑到机械能守恒定律的作用,以确保实验结果的正确性。
综上所述,通过这个实验,我们验证了机械能守恒定律的正确性,并得到了关于物理实验设计和机械能守恒定律的指导意义。
这一定律的应用范围较广,可以帮助我们更好地理解物理现象和设计物理系统。
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(解析版)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mv 2,看它们在实验误差允许12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 =x n +x n +12T算出。
ℎn +1-ℎn -12T2.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12v n 2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 =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,这样纸带上12v B 212v A 2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。
12v n 212v n 2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;12v B 212v A 2(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。
机械能守恒定律实验知识点总结
机械能守恒定律实验知识点总结
嘿,朋友们!今天咱就来好好唠唠机械能守恒定律实验的那些知识点!
想象一下啊,你把一个球从高处扔下来,它是不是越落越快?这就涉及到机械能守恒啦!在这个实验里呀,有好多好玩的东西呢!
首先是动能和势能的相互转化。
就好比一个小孩在滑梯上滑,他在高处的时候势能大,往下滑的时候速度变快,动能就增大了,势能不就减小啦?这例子形象不?
还有哦,机械能在只有重力或弹力做功的情况下是守恒的呢!就说那个球吧,如果没有空气阻力啥的干扰,它的机械能就是一直不变的呀!这不神奇吗?
咱再想想,如果一个弹簧被压缩了,然后突然松开,它是不是会弹出去呀?这过程中,弹簧的弹性势能转化为动能,也是机械能守恒呢!
你说要是没有这个机械能守恒定律,那得多混乱呀!做实验的时候得特别注意那些影响因素呢,嘿嘿,可不能马虎。
比如说要尽量减少摩擦呀,不然能量就偷偷溜走啦!就像你走路,如果鞋底太滑,那不是容易摔跤嘛。
所以啊,机械能守恒定律实验真的超重要的,能让我们更清楚地看到能量的转化和守恒。
它就像一把钥匙,打开了我们理解自然界能量变化的大门!
总之,机械能守恒定律实验真的超有趣、超有意义,大家一定要好好掌握呀!。
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。
机械能守恒定律实验总结
机械能守恒定律实验总结
哇塞,机械能守恒定律实验,那可真是太有意思啦!就像一场超级刺激的冒险!记得那次实验课上,老师把我们分成小组,大家都兴奋得不行。
我和小伙伴们围在实验器材旁边,眼睛直勾勾地盯着那些铁球、滑轨啥的,心里想着:“嘿,这能有啥神奇的呢?”老师开始讲解实验步骤,我们就像小士兵一样,竖起耳朵认真听。
然后开始动手啦!我小心翼翼地把铁球放在滑轨顶端,松手的那一刻,感觉心都跟着提起来了,看着铁球“咕噜噜”地往下滚,真带劲啊!这不就像是我们骑自行车从坡上冲下来一样嘛,速度越来越快!当铁球碰到弹簧又反弹上去时,我们都忍不住欢呼起来,“哇,真的好神奇啊!”
在实验过程中,我们小组的成员互相交流着,这个说:“快看,铁球到这里啦!”那个喊:“哇,弹得好高啊!”大家都沉浸在探索的乐趣中。
难道你们不觉得这个实验超级有趣吗?它让我们直观地看到了机械能是如何守恒的。
就像一个魔法,虽然看不到摸不着,但是却在那里乖乖地遵循着规律。
通过这个实验,我们深刻理解了机械能守恒定律,而不是仅仅死记硬背那些公式。
这可比单纯看书本上的知识有意思多了呀!
我觉得机械能守恒定律实验真的是太棒了!它让我们亲身体验到了物理的奇妙之处,激发了我们对科学的浓厚兴趣。
以后我还要多多参加这样的实验!。
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。
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。
验证机械能守恒定律的实验结论
验证机械能守恒定律的实验结论引言机械能守恒定律是物理学中的一个重要定律,它指出在一个孤立系统中,机械能的总量保持不变。
为了验证这一定律,我们进行了一系列实验,并得出了以下结论。
实验步骤为了验证机械能守恒定律,我们设计了以下实验步骤:实验器材准备1.弹簧振子2.重物3.摆线器4.计时器实验步骤1.将弹簧挂在支架上,使其自由摆动。
2.将重物系在弹簧下方,使其成为一个简谐振动的系统。
3.记录下重物的质量、弹簧的劲度系数等相关参数。
4.用摆线器测量振子的摆动周期。
5.重复实验多次,记录下不同条件下的周期数据。
数据处理与分析我们根据实验数据进行了详细的数据处理和分析。
数据处理1.将实验数据整理成表格,包括重物质量、弹簧劲度系数和振动周期等数据。
2.计算出每组实验数据的机械能,即重物的动能和弹簧的势能之和。
数据分析1.绘制重物质量与机械能的关系图表。
2.根据图表观察到的规律,分析机械能与重物质量的关系。
实验结果与讨论经过数据处理和分析,我们得出了以下实验结果和讨论。
实验结果1.重物质量越大,机械能越大。
2.重物质量与机械能呈线性关系。
结果讨论根据实验结果,我们可以得出以下结论:1.在这个简谐振动的系统中,机械能守恒定律成立。
2.重物质量的增加导致了机械能的增加,这与机械能守恒定律的预期一致。
结论根据我们的实验结果和讨论,我们可以得出结论:机械能守恒定律在这个简谐振动的系统中成立。
重物质量的增加导致了机械能的增加,验证了机械能守恒定律的有效性。
总结通过这个实验,我们深入研究了机械能守恒定律,并通过实验验证了其有效性。
这个实验不仅加深了我们对机械能守恒定律的理解,也提供了一种验证物理定律的方法。
我们希望通过这个实验的结果,能够为进一步研究和应用机械能守恒定律提供参考和基础。
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%。
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)。
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。
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。
机械能守恒定律实验结论
机械能守恒定律实验结论机械能守恒定律嘛,大家都听过,但也许对它的理解还停留在课本上的那些公式和字面上的定义。
其实啊,这个定律就像是生活中的“天公地道”,简简单单,却又有点神秘,能让一切都按照“既定规矩”运转。
咋说呢?就是机械能在某些条件下,能“守规矩”地转换,而总量保持不变。
好像你去菜市场买菜,自己带了100块,结果买完菜发现兜里还是剩100块,虽然钱花得不多,但一分钱没少。
这就是机械能守恒定律的“神奇之处”,能量有时候看着走了,实际上它并没丢,还是留在别的地方,变换了一种“形态”。
我打个比方,拿个小球从高处扔下去,刚开始它静静地挂在空中,完全没有动静。
你想,这个小球的能量肯定有吧,潜在的能量,在它还没开始掉下去时,就是“势能”。
接着它开始往下掉,速度越来越快,这个时候它的势能就开始转化成了“动能”。
你看,小球的运动状态一变,能量也跟着变了。
不过,咱们得留个心眼,这些能量可是守规矩的哦!它不多也不少,始终是守着总量的底线。
你别以为能量就这么简单,它可是一名“守纪律”的老兵,能量在这儿掉了,马上就会跑到那边。
什么叫“守纪律”呢?就是不管小球从多高的地方掉下去,理论上,它掉得越快,速度越大,它的“动能”就越大,而越快的速度,越大的动能又能让小球弹跳的更高、更远。
小球到底能弹多高,不是看它有多高的起点,而是看总的能量。
说实话,这就像是玩跳远比赛,你跑得再快,起跳的地方能量决定了你能跳多远。
很神奇吧,能量本身没“出家”,只是换了个地方,不再是你一开始以为的那样“看不见”。
哎,要是你认真观察,就会发现这玩意儿的奥秘其实就在“看似的消失”。
很多人一开始可能觉得,小球掉下去的那一刻,势能没了,好像就“消失了”。
其实不然,它变了!你再看,小球掉下来后,速度变得越来越快,势能转化成了动能,而动能的增加,就意味着小球的速度、冲击力越来越强。
所以呢,表面上看,小球好像掉下去了,可它的能量并没有消失,反而变得更“有劲”了!你看,机械能守恒定律就在这个转换里,悄悄地让一切都保持着平衡。
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实验目的:本次实验的目的是通过使用气垫导轨验证机械能守恒定律,以加深对物理学中机械能守恒定律的理解。
实验原理:机械能守恒定律是指在一个封闭系统中,机械能的总量保持不变。
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。
在一个封闭系统中,机械能的总量等于系统中所有物体的动能和势能之和。
气垫导轨是一种利用气体的压力来减小摩擦力的导轨。
在气垫导轨上,物体可以在非常小的摩擦力下运动,因此可以忽略摩擦力对机械能守恒定律的影响。
实验步骤:1. 将气垫导轨放置在水平面上,并将导轨的气垫打开。
2. 将小球放在导轨的起点处,并用手将小球推动到终点处。
3. 在小球运动的过程中,使用高速摄像机记录小球的运动轨迹。
4. 使用计算机软件对小球的运动轨迹进行分析,计算小球在不同位置处的动能和势能。
5. 将小球在不同位置处的动能和势能绘制成图表,并计算机械能的总量。
实验结果:通过实验,我们得到了小球在不同位置处的动能和势能的数据,并绘制了相应的图表。
根据机械能守恒定律,我们可以计算出小球在不同位置处的机械能总量,并将其绘制成图表。
实验结论:通过实验,我们验证了机械能守恒定律在气垫导轨上的适用性。
在气垫导轨上,由于摩擦力非常小,可以忽略不计,因此小球在不同位置处的机械能总量保持不变。
这一结果与机械能守恒定律的预测相符合。
实验中还发现,小球在运动过程中,动能和势能之间存在着转化关系。
当小球从高处滑落到低处时,势能减少,动能增加;当小球从低处向上运动时,动能减少,势能增加。
这一结果也符合机械能守恒定律的预测。
本次实验通过使用气垫导轨验证了机械能守恒定律的适用性,并深化了对机械能守恒定律的理解。
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• 计时器平面与纸带限位孔在竖直方向上的目的是减小摩 擦以减小实验误差的产生,铁架台放在桌边有利于重物 下落到地面上,计时器距地面的距离较大的目的是能够 有充足的时间使重物下落,以便在纸带上能够打出较多 的点,有利于进行计算.
本实验要不要测量物体的质量?
mgh
=
1 2
mv
2
第七章:机械能守恒定律
实验Βιβλιοθήκη 原理h在自由落体运动中,若物体下
落高度h 时的速度为v ,则
mgh
=
1 2
mv
2
v
测定第n点的即时速度的方法 是:测出第n点的相邻的前、后两 段相等时间T内下落的距离由下列 公式算出:
vn
Sn
Sn1 2T
或vn
dn1 dn1 2T
0
1 d2
2
S3
3
d4
S4
4
实 验 实验器材:打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻 器 度尺、铁架台(带铁夹)、学生电源等。 材
gh
=
1 2
v
2
无需测量物体的质量
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。
问
题
3
如何测量物体的瞬时速度?
做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度, 等于相邻两点间的平均速度。
思 考
速度能不能用 v = gt 计算?
这种方法认为加速度为g ,由于各种摩擦阻 力不可避免,所以实际加速度必将小于g,这 样将得到机械能增加的结论,有阻力作用机 械能应该是减少的,故这种方法也不能用。
问 题 起始点 2
gh
=
1 2
v
2
h
纸带上的第一个点为计时起点0 (起始点的
速度应该为零,即打点计时器在纸带上打下 第一个点时纸带刚开始下落)。 对于实际获得的纸带,如何判定纸带上的第 一个点就是纸带刚开始下落时打下的呢?
x =21 gt2 =21 ×9.8×0.022m ≈2×10-3m = 2 mm
2ghn
第1种方法是根据机械能守 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
2、vn gtn
3、vn
hn1 hn1 2T
第2种方法认为加速度为g, 由于各种摩擦阻力不可避 免,所以实际加速度必将 小于g,这样将得到机械能 增加的结论,有阻力作用 机械能应该是减少的,故 这种方法也不能用
(2)有4条用打点计时器(所用交流电频率为 50Hz)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选取了点迹 清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个 点s3的间测距量离结依果次确为定s1、该s纸2、C带s为3。请你根。据(下已列知s当1、地s2、 的重力加速度为9.791m/s2)
纸带上的头两个点间的距离应接近2mm。
实验步骤
(1)按图把打点记时器安装在铁架台 上,用导线把打点记时器与学生电源 连好。 (2)把纸带的一端在重锤上用架子固定好,另一 端穿过记时器限位孔,用手竖直提起纸带使重锤 停靠在打点记时器附近。
实验步骤
(3)先接通电源,后松手让重锤带着纸 带下落。 (4)重复几次,得3—5条纸带。 (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O ,以后各依次标上1、2、3….. 用刻度尺测出对应高度h1、h2、h3……
A. 61.0mm 65.8mm 70.7mm
B. 41.2mm 45.1mm 53.0mm
C. 49.6mm 53.5mm 57.3mm
D. 60.5mm 61.0mm 60.6mm
21.利用图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
纸带
打点计时器
铁架台
? 夹子 重物
• 打点计时器的作用是什么?
• 重物选取的原则是什么?为什么?
• 密度比较大,质量相对比较大,可以减小因为空气阻力 带来的误差.
• 实验中还有哪些应该注意的地方?
• 计时器要稳定在铁架台上,计时器平面与纸带限位孔调 整在竖直方向,铁架台放在桌边,计时器距地面的距离 大约是1 m.
相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并
通过 h v2 计算出高度h. 2g
d.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. 以上方案中只有一种正确,正确的是 d 。 (填入相应的字母)
22、(4分)如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__A_D___。(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)实验中误差产生的原因有 。(写出两个原因)
误差分析:由于重锤克服阻力作功,所以动能增 加量略小于重力势能减少量。
误 差 分 1、偶然误差: 析 测量长度时会带来误差
2、系统误差:
实验中重物和纸带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 。
1、vn
计算物体的速度,可有三种方法
实验得到的纸带, 设计了以下四种测量方案.
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打点计时器纸带夹子接电源重物
计算出瞬时速度v. b.用刻度尺测出物体下落的高
打点 计时器
纸带
度h,并通过 v 2gh计算出
接电源 夹子
瞬时速度v.
重物
c.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
第一个间隔,一定要求是2mm左右吗
实验步骤
(6)应用公式 计算各点对应的速度 v1、v2、v3... (7)计算各点对应的势能减少量和 动能的增加量进行比较。
数
据
记
录
测量点n 1 2 3 4 5 6
高度hn /m
速度vn /m/s
势能EP /J
动能EK /J
可不可以
用图象处
理数据?
图
象 法
gh
=
1 2
v
2
处 理
1 2
v
2
数 据
为什么图 象通过原
点?
该图象的 斜率表示
什么?
0
h
注意事项
(1)实验中打点记时器的安装,两纸带限位孔必 须在同一竖直线上,以减少摩擦力. (2)实验时,必须先接通电源,让打点记时器 工作正常后才松开纸带让重锤下落. (3)打点记时器必须接50Hz交流低压电源. (4)必须保留纸带上打出点迹的第一点,且第1、 2点间距约为2mm的纸带误差小。 (5)实验中,只要验证gh是否等于v2/2即可, 不用测重锤的质量。