研究机械能守恒定律
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。
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。
机械能守恒定律的实验探究
机械能守恒定律的实验探究机械能守恒定律是物理学中的一个基本定律，它表明在没有外力做功和能量损失的情况下，一个物体的机械能将保持不变。
本文将通过实验来探究机械能守恒定律，并通过实验结果验证该定律的正确性。
实验目的：通过一个简单的实验，验证机械能守恒定律的正确性。
实验器材：1. 弹簧振子装置2. 易拉罐3. 细绳4. 钢球实验步骤：1. 将弹簧振子装置固定在一块平稳的台面上；2. 将一个易拉罐固定在弹簧底部，使其与弹簧相连；3. 将细绳通过弹簧振子的顶部，并使用绳子悬挂钢球在空中；4. 将钢球由一个较高的位置释放，使其撞击到置于弹簧底部的易拉罐上；5. 观察并记录钢球的运动情况。
实验结果及分析：在实验过程中观察到，当钢球从较高的位置释放后，它撞击易拉罐后会弹起，并继续在弹簧振子上下运动。
观察发现，钢球在运动过程中并未有能量损失，整个系统的机械能保持不变。
根据机械能守恒定律，机械能等于动能与势能之和。
在这个实验中，钢球的动能在撞击易拉罐后转化为弹簧振子系统中的势能，然后再转化为动能，如此往复。
由于没有其他外力做功以及能量损耗，实验结果表明机械能保持不变，验证了机械能守恒定律的正确性。
实验的意义：机械能守恒定律是物理学中一个重要的定律，在许多物理现象和问题的分析中起到关键的作用。
通过这个实验的探究，我们加深了对机械能守恒定律的理解，并通过实验结果的验证加强了我们对这个定律的信心。
结论：通过上述实验，我们验证了机械能守恒定律的正确性。
实验结果表明，当没有外力做功和能量损失时，一个物体的机械能将保持不变。
这个定律在物理学中具有广泛的应用，对于解决各类与能量转化相关的问题具有重要意义。
总结：本文通过一个简单的实验来探究机械能守恒定律。
通过实验结果的分析和对机械能守恒定律的说明，我们验证了这个定律的正确性，并加深了对这个定律的认识。
机械能守恒定律在物理学中有着广泛的应用，对于能量转化问题的解决具有重要的指导意义。
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。
新教材2023年高中物理第8章机械能守恒定律5实验：验证机械能守恒定律课件新人教版必修第二册
则 Ep＝Ek＝12mv2＝12mk′2x2，
因此弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量的平方成正比。
课堂达标检测
1．(2021·福建省福州格致中学高一月考)如图是用“落体法”验证 机械能守恒定律的实验装置如图甲所示。(g取9.8 m/s2)
A．重锤的质量
B．重力加速度
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
(2)有同学按以下步骤进行实验操作： A．用天平称出重锤和夹子的质量； B．固定好打点计时器，将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手提 住，且让手尽量靠近打点计时器； C．松开纸带，接通电源，开始打点。并如此重复多次，以得到几 条打点纸带； D．取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点O，在距离O点较 近处选择连续几个计数点(或计时点)，并计算出各点的速度值； E．测出各点到O点的距离，即得到重锤下落的高度。 F．计算出 mghn 和12mv2n，看两者是否相等。
考点二 实验数据处理 典题2 在用落体法做“验证机械能守恒定律”的实验中，重锤
的质量为0.400 kg，取g＝10 m/s2，完成下列填空：(计算结果保留3位有 效数字)
(1)释放纸带前，重锤和手的合理位置是__C__；
图1
(2)正确操作后，选取的纸带如图2所示，图中O为起始点且速度为
零。A ～ G为纸带上的连续点，D、E、F与O的距离分别如图所示。已
知计时器的打点周期为0.02 s，由此可计算出物体下落到E时的速度vE＝ _3_._0_4___m/s；
(3)从O到E，重锤动能的增加量ΔEk＝__1_.8_5___J；重力势能的减少量 ΔEp＝___1_.9_5__J。
实验十一 研究机械能守恒定律
图11-3 测量并计算得到结果 图11-2 记录实验数据实验十一 研究机械能守恒定律►实验目的：研究动能和重力势能转化中所遵循的规律。
►实验原理：将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器，测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律。
►实验器材朗威®DISLab 数据采集器、光电门传感器、DISLab 机械能守恒实验器、铁架台、计算机。
►实验装置如图11-1。
►实验操作一、专用软件1、架设好DISLab 机械能守恒实验器。
如图11-1，将光电门传感器接入数据采集器第一通道。
2、点击教材专用软件主界面上的实验条目“动能势能转换”，打开该软件。
3、测量DISLab 机械能守恒实验器摆锤的直径Δs 及其质量m ，将数据输入软件窗口下方的表格。
4、将磁铁夹固定在DISLab 机械能守恒实验器的A 点，依次将光电门固定在D 、C 、B 点。
固定光电门和磁铁夹时为达到精确定位，需使用测平器（测平器的使用方法参见用户手册）。
5、点击“开始记录”。
在A 点释放实验器的摆锤，摆锤通过光电门传感器的速度就显示在表格中。
6、变更光电门的位置，得出光电门传感器在D 、C 、B 三点时的数据（图11-2）。
7、点击“数据计算”，得到摆锤通过B 、C 、D 各点时的动能、势能和机械能值（图11-3）。
8、根据实验结果，可见在误差范围内，动能势能转化过程中机械能保持不变。
二、通用软件图11-1 验证机械能守恒定律装置图图11-4 通用软件的机械能守恒定律实验数据1、架设好DISLab 机械能守恒实验器。
2、点击教材通用软件主界面上的实验条目“动能势能转换”，打开该软件。
3、增加变量s ，h ，m ；添加公式v=s/t2，Ek=(m*v^2)，Ep=m*g*h ，E=Ek+Ep 。
4、将磁铁夹杆水平固定，依次将光电门固定在D 、C 、B 、A 点。
机械能守恒定律实验
实验验证机械能守恒定律【目标要求】一、知识与技能1．理解实验的设计思路，明确实验中需要测量的物理量。
2．知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的瞬时速度的方法。
3．能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析中得出实验结论。
4．能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差。
二、过程与方法通过验证机械能守恒定律，体验验证过程与物理学的研究方法。
三、情感、态度与价值观通过亲自实践，培养学生观察和实践能力，培养学生实事求是的态度和正确的科学观。
【教学重难点】1．验证机械能守恒定律的实验原理。
2．验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。
【教学方法】学生分组实验。
【教学过程】一、导入新课上节课我们学习了机械能守恒定律，掌握了机械能守恒定律的条件和公式。
这节课我们通过实验来验证一下机械能守恒定律。
二、进行新课实验目的：通过研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，验证机械能守恒定律。
实验原理：用天平测出重物的质量，纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就可以得到重物下落过程中势能的变化。
重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出（即每计数点的瞬时速度），这样就得到它在各点的动能。
比较重物在某一过程的初末状态动能变化与势能变化的多少，就能验证机械能是否守恒。
3用手握着纸带上端并让纸带保持竖直，让重物静止地靠近打点计时器。
4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，断开电源。
先接通电源，后松纸带为什么？5换个同学，重复以上2-4步几次，得3—5条纸带。
6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，以后各依次标上1、2、3……用刻度尺测出对应高度h1、h2、h3……挑选打点清晰，且纸带上最前端两点间距接近2mm左右的纸带请填写下面数据表格。
如果起点不清晰该怎么办？7应用公式计算各点对应的速度v11、v2、v3……请填写下面数据表格8计算各点相对于起点O的势能减少量mgh n和动能的增加量进行比较。
机械能守恒原理的实验验证
谢谢您的聆听
THANKS
将实验结果与理论预测进行比较，分析并讨论了两者的一致性。通过对比发现， 实验结果与理论预测基本相符，进一步验证了机械能守恒原理的正确性。
05
实验中的常见问题及解决方案
常见操作问题
实验设备使用不当
不熟悉实验设备的使用方法，可能导致操 作失误或设备损坏。
实验步骤不清晰
对实验流程理解不足，可能导致操作顺序 混乱或遗漏关键步骤。
验结果的影响。
安全防护
实验人员需佩戴防护眼镜 ，确保实验过程中的安全
。
数据记录表格设计
| :--: | :--: | :--: | :--: | :--: | :--: | :--: |
|2|||||||
| 序号 | 质量m(kg) | 高度h1(m) | 速度 v1(m/s) | 高度 h2(m) | 速度 v2(m/s) | 机械能变 化量ΔE(J) |
03
实验方法与技巧
本次实验采用了先进的实验设备和方法，确保了实验的准确性和可重复
性。同时，我们还掌握了一些关键的实验技巧，如如何减小误差、如何
选择合适的实验参数等。
对未来研究的展望
拓展实验范围
未来可以进一步拓展实验范围，探究更多不同条件下机械能守恒原理的适用性，例如在非 惯性参考系中、在存在摩擦力的情况下等。
结果讨论与解释
机械能守恒验证
根据实验数据，分析并验证了机械能守恒原理在实验中的适 用性。
误差来源分析
讨论了实验中可能存在的误差来源，如测量误差、空气阻力 等，并对这些误差进行了合理的解释。
与理论预测比较
理论预测回顾
简要回顾了机械能守恒原理的理论预测，为后续与实验结果比较提供基础。
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）。
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%。
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。
（完整版）验证机械能守恒定律
（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
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。
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。
物理探究机械能守恒定律实验
物理探究机械能守恒定律实验
机械能守恒定律是物理学中一个非常重要的定律，它指出一个封
闭的系统内机械能总量不变。
在学习这个定律时，我们可以通过进行
实验来更好地理解它的原理。
实验准备：小车、弹簧、重物、光电门、磁力计、计时器等。
实验步骤：
1.将小车重物装在其上，把小车拉到一定高度，让小车自由滑动。
2.当小车通过光电门时，记录其速度。
3.弹簧将小车靠住，小车位于静止状态。
4.使用磁力计测量小车上重物的质量。
5.测量弹簧的劲度系数。
6.计算小车下滑过程中机械能的变化（动能和重力势能），并与
小车被弹簧靠住时的机械能相比较。
实验结果：
通过实验结果我们可以得出，小车下滑过程中，动能逐渐增加，
而重力势能逐渐减少，总机械能保持不变。
实验分析：
机械能守恒定律的实验结果说明，在一个封闭的系统内，即使在物体能量的转化过程中发生热量损失，机械能的总量依然保持不变，这是因为机械能转化只是能量形态的变化而已，它并未真正消失，不可能从物理学意义上消失。
因此，我们可以利用这一定律来更好地理解物理学中的能量转化和守恒等基本概念。
总结：
机械能守恒定律是物理学中基础的能量守恒定律，而这个定律的实验可以让我们更加深入地认识它的原理。
在实验过程中，我们不仅学习了如何测量和计算物体的机械能，更加深刻地了解能量守恒的基本概念和意义。
这有助于我们在学习物理学的路上更好地掌握学科的本质，同时也为我们今后的学习和研究提供了基础性的支持。
验证机械能守恒定律
(3)选纸带：从打出的几条纸带中选出一条点迹清晰的纸带.
(4)进行数据处理并验证.
4.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
方案一：利用起始点和第n点计算 代入 mghn 和12mvn2，如果在实验误差允许的范围内，mghn 和12mvn2 相等， 则验证了机械能守恒定律.
(2)利用实验时打出的纸带，测量出各计数点到打点计时器打下的第一个 点的距离h，算出各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以12 v2为纵轴 作出如图丙所示的图线，图线的斜率近似等于 B .
A.19.6 B.9.80 C.4.90
图线未过原点O的原因是_先__释__放__了__纸__带__，__再__接__通__了__打__点__计__时__器__的__电__源__.
物块脱离弹簧时速度最大，v＝ΔΔxt＝2.58＋2×2.507.02×10－2 m/s≈1.29 m/s； 由动能定理 ΔEk＝12mv2， 根据纸带中打点的疏密知M纸带获得的最大速度较大，对应的实验中 弹簧被压缩后的弹性势能较大.
考向2 实验器材的创新
例4 (2021·海南卷·15)为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守 恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置(包括导轨、气源、光电门、 滑块、遮光条、数字毫秒计)进行实验.此外可使用的实验器材还有：天平、 游标卡尺、刻度尺.
钢球下落高度h，应测量释放时钢球球心到钢球在A点时的球心之间 的竖直距离，故选B.
(2)用ΔEk＝12 mv2计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示 数如图乙所示，其读数为 1.50 cm.某次测量中，计时器的示数为0.010 0 s， 则钢球的速度为v＝ 1.50 m/s.
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
研究机械能守恒定律”教学设计
石嘴山三中物理组李丹
【教材分析】
机械能守恒是自然界重要的守恒现象之一，在自然界以及生产与生活中大量存在。
机械能守恒定律一节的内容与本章的各节内容有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环。
定律的探究建立在前面所学知识的基础上，教材通过“打桩机”工作时的功能关系为背景，通过多个具体实例，先猜测动能和势能的相互转化的关系，后引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究，联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习，由理论论证到实验探究，逐步深入，得出结论，并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性。
【设计说明】
本设计主要针对沪科版教材(公共必修2)《4.2研究机械能守恒定律》的第一课时，力图通过生活实例和理论分析,展示相关情景，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究,体现从“生活走向物理”的理念,通过建立物理模型,由浅入深进行探究,让学生领会科学的研究方法,并通过“游戏接龙”的方式让学生掌握规律的应用从而巩固知识,并体会物理规律对生活实践的作用，体现了
“快乐学习”的新型教育理念和模式。
【教学目的】
·知识与技能
1、知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化；
2、理解机械能守恒定律的内容和适用条件；
3、会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题。
·过程与方法
1、通过自由落体运动分析重力做功与势能转化及机械能变化；
2、学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法；
3、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。
·情感、态度与价值观
1、运用机械能守恒定律分析自然界和生活中的现象；
2、体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守
恒规律解决问题的优点，形成科学价值观。
【教学重点】
1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解；
2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。
【教学难点】
1、机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解；
2、能正确分析物体系统内所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机
械能是否守恒。
【教学器材】
单摆模型、弹簧振子模型
【教学方法】
讲授法，启发法式教学，游戏教学。
【教学过程】
【一、新课引入】
㈠、观看过山车的运动动画，定格在其中一张图片上。
教师提问，在过山车由轨道顶端向下运动的过程中，过山车具有哪些能？
㈡、复习练习。
1、物体由于而具有的能叫做动能，其表达式
为。
2、动能定理的内
容。
3、物体由于而具有的能叫做重力势能，其表达式
为。
4、物体由于而具有的能叫做弹性势能。
㈢、教师提出机械能的概念，引入新课。
【二、新课讲解】
㈠、讲解有关机械能的基本知识点。
一、机械能（板书）
1、定义：物体在某状态时的动能与势能的总和叫做物体的机械能。
用符号E表
示机械能，则E=E
K +E
P
（板书）
2、注意：第一，势能包含重力势能和弹性势能两个方面；第二，由于重力势能和动能都跟所选取的参考平面和参考系有关，因此，机械能是一个相对量，其大
小与参考平面和参考系的选择有关。
3、单位：焦耳，符号是J。
（板书）
㈡、启发引导学生对动能和势能的转化进行讨论。
二、动能与势能的转化（板书）
1、观察教材62页图4-8。
让学生思考并回答打桩机在下落过程中，动能与势能是怎样变化的。
2、实验演示1：单摆模型中，动能和重力势能的转化。