验证机械能守恒定律
实验：验证机械能守恒定律
(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
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。
验证机械能守恒定律
度的平方 v2，然后以12v2 为纵轴，以 h 为横轴，
根据实验数据给出12v2－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．
三、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 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，再松开纸带让重物下落
3．选纸带：分两种情况说明 (1)应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带．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12mv2B－12mv2A＝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，所以只要 后面的点迹清晰就可选用．
ห้องสมุดไป่ตู้
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
出对应下落高度h1、h2、h3…… 利用公式vn ＝
计算出点1、点2、点
3……的瞬时速度v1、v2、v3……
5．验证
方法一 利用起始点和第n点计算．代入gh和v2/ 2 ，如果在实验误差允
许的条件下gh ＝ v2/ 2 ，则机械能守恒定律是正确的．
4．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，况且用 vn＝ gtn 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 hn＝12gt2n或 hn＝2vg2n计算得到．
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。
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。
《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
实验验证机械能守恒定律
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）。
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。
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。
实验 验证机械能守恒定律
实验七 验证机械能守恒定律一、实验目的1．掌握验证机械能守恒定律的方法。
2．会用计算法或图象法处理实验数据。
二、实验原理在自由落体运动中，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 ，则应为：mgh ＝__12m v 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，实验装置如图所示。
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ΔE p ＝ΔE k 。
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x n 和x n ＋1，由公式v n ＝x n ＋x 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，重锤(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．按方法1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．把纸带的一端和重锤用夹子固定好，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3～5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2 mm ，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各点依次标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v n ＝h n ＋1－h n －12T计算各点对应的瞬时速度v 1、v 2、v 3……。
7．计算各点对应的势能减少量mgh 和动能的增加量12m v 2，进行比较。
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。
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。
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验证机械能守恒定律一、实验题： 本大题共20小题， 第1小题为2分； 从第2小题到第4小题每题3分 小计9分； 第5小题为4分； 从第6小题到第7小题每题5分小计10分； 从第8小题到第11小题每题6分 小计24分； 第12小题为7分； 从第13小题到第14小题每题8分 小计16分； 从第15小题到第17小题每题9分 小计27分； 第18小题为10分； 第19小题为12分； 第20小题为14分； 共计135分。
1、在《验证机械能守恒定律》的实验中，需直接测量的物理量是 [ ] A．重物的质量 B．重力加速度C．重物下落的高度 D．与下落高度对应的重物的瞬时速度2、使用下图所示装置作“验证机械能守恒定律”的实验，除了图中已画出的器材以外，下面所列各项器材哪些是必须的?[ ] A．低压交流电源 B．低压直流电源C．天平和砝码 D．刻度尺3、在《验证机械能守恒定律》的实验中，下列操作正确的是 [ ] A．先释放重物，后接通电源B．用秒表测量重物下落的时间C．打完一条纸带后，立即切断电源D．每打完一条纸带，活动复写纸位置4、在验证机械能守恒定律的实验中，如下哪些措施是必要的 [ ] A．打出几条纸带，从中选出打下的第1、2两点间距离接近2mm的纸带备用B．重锤的质量应尽可能大些C．实验中必须用天平测出重锤的质量D．实验中必须先从纸带上求出重力加速度g，用以计算重锤重力势能的减少量5、做验证机械能守恒定律实验，实验原理是：重物自由落下，其动能增量等于势能减少量，即(1)实验时，要从几条打点纸带中，选第1、2点的距离接近_________mm的一条纸带进行测量，以保证是在开始打点的瞬间释放的纸带。
(2)除打点计时器以外，实验的测量工具还有____________________。
6、在验证机械能守恒定律的实验中要用到的器材和测量仪器有________．A．打点计时器 B．低压交流电源 C．秒表 D．重锤E．铁架台和复夹 F．纸带 G．刻度尺 H．天平 7、在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证的是重锤重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有 [ ] A．用天平称出重锤的质量B．把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来C．把纸带的一端固定到重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重锤提升到一定高度D．接通电源，释放纸带E．用秒表测出重锤下落的时间8、“验证机械能守恒定律”的实验，是研究自由下落物体的机械能守恒，即重力势能的________等于动能的________．实验时，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器，先用手提着________，使重物静止在________打点计时器的地方，然后接通________，松开纸带，让重物________，计时器就在纸带上打下一系列小点．9、在用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，所用电源为50Hz的低压交流电源．①下列二条打点纸带应选用（用字母表示）___________________．②如不从起点0开始验证，而从点2和点4之间进行验证，则应该测量的物理量为_______验证的方程为（用测量值表示）_______________．10、用手竖直向上抛出一个小球，试设计一个实验粗略测出手抛小球过程中对小球做的功．（说明实验原理、所需要器材和实验方法．） 11、在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器打点的频率为50Hz，待打点计时器稳定打点后，释放重物，使它带动纸带下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如图所示，其中O点为第一个点，A．B．C．D为4个连续的点，量出它们到O点的距离分别是62.99cm，70.18cm，77.76cm，85.73cm．已知重物质量m=1.00kg，重力加速度g=9.80m/s2．(下面都要求三位有效数字)①打C点时纸带的速度是________m/s．②从O点运动到C点的过程中，重力势能的减少量是________J，动能的增加量是________J．12、在用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，(1)若用公式v=gt计算瞬时速度进行验证，打点计时器所接交流的频率为50Hz，甲、乙两条实验纸带，应选________________纸带为好（图）(2)若通过测量纸带上某两点间距离来计算瞬时速度进行验证的话，设已测得点2到4点之间距离为，点0到点3之间距离为，打点周期为T，为验证自重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒，实验结果应满足、、T之间的关系为_______________________．13、在验证机械能守恒定律的实验中：A．带重锤的纸带穿过打点计时器，用手将纸带竖直提起B．用天平测出重锤的质量C．把打点计时器竖直固定在铁架台上D．把打点计时器接上低压交流电源E．松开纸带，使重锤自由下落F．闭合电键G．重做几次，选出第一、二点间距离接近2mm，点子清晰的纸带H．在纸带上，记下第一个点的位置0，并在纸带上依次选取几个点标出0、1、2、3……I．计算出与各点对应的速度V1、V2……和测出各点到0点的距离h1、h2……把数据填入表格J．算出重物运动到点1、2、3……时减少的重力势能以及增加的动能，进行验证．在上述步骤中不必要的是____________________．将必要的步骤前面的字母按合理的顺序排列出来，________________．14、为了验证物体在自由下落过程中机械能是守恒的，将m=0.5kg的重物系上一纸带，并将纸带穿过打点计时器，当重物自由下落时，得到如图所示的记录纸带，已知打点周期T=0.02s（设当地的重力加速度g=9.9m/）①计算打A、B两点时重物下落的速率=_________________m/s，=_____________m/s．②以A、B两点为例，验证机械能是否守恒?△=_____________J，mgh=_______________J．结论_____________________________．15、在重锤带动纸带自由下落，用打点计时器验证机械能守恒的实验时，打点计时器打出的纸带如下图所示．重锤的质量用m表示，根据纸带上的数据，重锤在B点的动能是__________________，重锤在E点的动能是_____．在上述过程中，重锤重力势能变化是______________．（记数点A、B、C……F均为相邻的打点）16、在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，物体从静止落下，并在纸带上打下从0开始的一系列的点，已知所用电源频率为50Hz，每打5个点取一个计数点，各计数点与第一个点0之间的距离见下表点序号01234距离(cm)0 5.0019.8544.6078.90(1)则实验所测重力加速度值为__________________；(2)计数点2所对应的即时速度值为___________________；(3)实验中是否需要测出重物质量?_____________；因为___________． 17、在验证机械能守恒定律的实验中(1)是否需要天平____________________，实验中T=_______________，重物选取的原则应是_______________________________________．(2)若实验中得到几条打上点的纸带，应选什么样的为好?__________________________________________________．(3)实验结果将会出现系统误差，其产生原因为：_________________． 18、有一架改装后的天平，发现调不平衡，并且左右两臂长不严格相等，如何用它准确地测量物体的质量(被测物体质量不超过天平的最大称量量)？19、在“验证机械能守恒定律”的实验中，交流电源周期为T，得到如图所示两条纸带(a)和(b)，选用第0点和第5点进行验证，应选用纸带________．此时打第5点时质量为m的重物下落的瞬时速度表达式为________，机械能守恒定律的表达式________；如选用另一条纸带进行验证，正确的方法是________，除图中已标明的量外，还需测量出________，此时机械能守恒定律的表达式为________．20、 在一次验证机械能守恒定律的实验中，质量m＝1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示(相邻计数点时间间隔为0.20s)，单位cm，那么(1)纸带的________端与重物相连；(2)打点计时器打下计数点B时，物体的速度＝________；(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是＝________，此过程中物体动能的增加量＝________(g取9.8m/)；(4)通过计算，数值上____(填“＞”、“＝”或“＜”)，这是因为________；(5)实验的结论是________．验证机械能守恒定律标准答案一、实验题： 本大题共20小题， 第1小题为2分； 从第2小题到第4小题每题3分 小计9分； 第5小题为4分； 从第6小题到第7小题每题5分小计10分； 从第8小题到第11小题每题6分 小计24分； 第12小题为7分； 从第13小题到第14小题每题8分 小计16分； 从第15小题到第17小题每题9分 小计27分； 第18小题为10分； 第19小题为12分； 第20小题为14分； 共计135分。
1、 ★ 试题详解： C2、 ★ 试题详解： AD3、 ★ 试题详解： CD4、 ★ 试题详解： AB5、 ★ 试题详解： (1)2(2)刻度尺6、 ★ 试题详解： ABDEFG7、 ★ 试题详解： AE8、◆标准答案：减少值,增加值,纸带,靠近，电源,自由下落★ 试题详解： 减少值,增加值,纸带,靠近电源,自由下落9、 ★ 试题详解： (1)A(2)点1、2的距离点2、3的距离、点3、4间距离，(T=0.02s)10、 ★ 试题详解： 手抛小球过程中对小球做的功等于小球离开手时的动能，也等于小球到达最高点时的势能．(1)用天平测出小球的质量m．(2)用米尺测出小球上升的最高点到它出发点的距离，这就是最大高度h．(3)手抛小球过程中对小球做的功W=mgh将m和h代入计算W．11、 ★ 试题详解： ①，②先释放纸带而后接通打点计时器的电源开关，．12、 ★ 试题详解： 甲,13、 ★ 试题详解： B C、D、A、F、E、G、H、I、J14、 ★ 试题详解： ①=1.5m/s，=2.1m/s②0.54J．0.53J．在误差允许范围内机械能守恒．15、 ★ 试题详解： 2.47m(J)，3.94m(J)，1.48m(J)．16、 ★ 试题详解：17、 ★ 试题详解： (1)不需要，0.02s, 重力远远大于阻力(2)清晰无双点的纸带，且开始两点间距离接近2mm(3)空气阻力，纸带阻力，摩擦阻力18、 ★ 试题详解： 对于这架天平，可以采用替代法称量，具体作法是：把被称物放到天平右盘，在左盘加入砂子，直到天平平衡，然后把被称物拿下来，在右盘中加砝码，调整砝码的数量，直到天平恢复平衡，这时右盘中砝码的质量就等于被称物体的质量．对于只是调不平衡的天平，可以采取先在天平上的一边盘内放一些纸片(或其他小物体)，使得天平能够调平衡，再带着这些纸片称量．对于能够调平衡但左右两臂长不相等的天平，可以使用“双称法”，即把物体放在左盘，在右盘里放砝码，称出质量为m1，再把重物放到右盘，在左盘里放砝码，称得质量为m2，则重物的实际质量为．不论哪类天平，都可以用替代法．19、 ★ 试题详解： (A),,,选第2点和第5点作研究,第2第3点到O点距离,20、 ★ 试题详解： (1)左;(2)0.98m/s;(3)0.49J,0.48J;(4)＞,实验中有阻力;(5)在允许误差范围内机械能守恒。