实验验证机械能守恒定律总结
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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
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 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
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……
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．
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
第七章：机械能守恒定律
实
验
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。
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
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)
• 这样做的目的是什么?
• 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
=
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。
（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）
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
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
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 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
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……
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．
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
第七章：机械能守恒定律
实
验
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。
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
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)
• 这样做的目的是什么?
• 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
=
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。
（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）
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