验证机械能守恒定律实验问题归纳
备战高考物理实验专题复习《验证机械能守恒定律》(解析版)
《验证机械能守恒定律》一、实验题1.利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一水平的气垫导轨，导轨上A点处有一滑块，其质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连。
调节细绳的长度使每次实验时滑块运动到B点处与劲度系数为k的弹簧接触时小球恰好落地，测出每次弹簧的压缩量x，如果在B 点的正上方安装一个速度传感器，用来测定滑块到达B点的速度，发现速度v与弹簧的压缩量x成正比，作出速度v随弹簧压缩量x变化的图象如图乙所示，测得图象的斜率。
在某次实验中，某同学没有开启速度传感器，但测出了A、B两点间的距离为L，弹簧的压缩量为，重力加速度用g表示，则：滑块从A处到达B处时，滑块和小球组成的系统动能增加量可表示为______，系统的重力势能减少量可表示为______，在误差允许的范围内，若则可认为系统的机械能守恒。
用题中字母表示在实验中，该同学测得，弹簧的劲度系数，并改变A、B间的距离L，作出的图象如图丙所示，则重力加速度______。
2.某实验小组进行“验证机械能守恒定律”的实验．甲同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，将电火花计时器固定在铁架台上，把纸带的下端固定在重锤上，纸带穿过电火花计时器，上端用纸带夹夹住，接通电源后释放纸带，纸带上打出一系列的点，所用电源的频率为，实验中该同学得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点．纸带连续的计时点A、B、C、D至第1个点O的距离如图所示，已知重锤的质量为，当地的重力加速度为，从起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为______J，重锤动能的增加量为__________J，从以上数据可以得到的结论是__________结果保留3位有效数字．乙同学利用上述实验装置测定当地的重力加速度．他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图所示的图线．由于图线明显偏离原点，若测量和计算都没有问题，在实验的操作上其原因可能是__________乙同学测出该图线的斜率为k，如果阻力不可忽略，则当地的重力加速度g__________选填“大于”、“等于”或“小于”．丙同学用如图所示的气垫导轨装置来验证机械能守恒定律，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为、，滑块在气垫导轨上运动时空气阻力不计，为验证机械能守恒定律，还需测量的物理量是，机械能守恒的表达式为3.某研究生学习小组为了研究“两小球碰撞过程中动能的损失率”即碰撞中系统动能的损失与系统碰撞前初动能的比值，设计了如图所示的装置进行如下的实验操作：Ⅰ先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在木板上留下痕迹O；Ⅱ将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上得到痕迹B；Ⅲ然后把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定位置由静止开始滚下与小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C：Ⅳ用天平测量a、b两小球的质量分别为、，用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的距离分别为、和．本实验中所选用的两小球质量关系为________填“”、“”或“”；用本实验中所测得的量表示，其表达式为________________．4.用如图所示装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的物块A、B，物块B上放一金属片C，铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物块B的正下方。
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：验证机械能守恒定律 课件
要确定物体的动能，需测出物体下落一定高度时的速 度，根据做匀变速运动的纸带上某点瞬时速度等于相邻两 点间的平均速度：vn＝hn＋12－Thn－1.
①由于测量长度带来的误差属偶然误差，减小办法：一是测距离时都应从0点量起，二是多测几 次取平均值．
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的点．
④换几条纸带，重复上面的实验．
⑤在取下的纸带中挑选第一、二两点间距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量．先记下第一点0 的位置，再任意取五个点1,2,3,4,5，用刻度尺测出距0点的相应距离，如图(乙)所示．
⑥计算出各点对应的瞬时速度v1，v2，v3，…. ⑦计算各点对应的势能减少量mghn并和动能增加量mvn2/2进行比较.
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；
①滑块通过光电门1和光电门2的瞬时速度分别为v1＝________和v2＝________. ②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1 ＝________和Ek2＝________. ③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔEp＝________(重力加速度 为g)．
(1)应尽可能控制实验条件，即应满足机械能守恒的条件，这就要尽量减少各种阻力，采取的措 施有：
①铁架台应竖直安装，可使纸带所受阻力减小．
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， 可使空气阻力减小．
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。
验证机械能守恒定律实验中的几个问题
验证机械能守恒定律实验中的几个问题xx年xx月xx日contents •实验原理及问题•实验操作中的问题•数据处理中的问题•结论与展望目录01实验原理及问题•验证机械能守恒定律实验主要是通过测量单摆的摆动过程来验证机械能守恒定律。
单摆是一种简单的振荡系统，只涉及到一个摆锤在重力作用下绕固定点做周期性运动。
机械能守恒定律表明，在一个封闭系统中，如果没有外部作用，则系统的机械能总量保持不变。
实验原理摆锤的形状和大小对实验结果的影响如果摆锤的形状和大小不均匀，将会影响摆动的周期和幅度，从而影响机械能守恒的验证。
空气阻力对摆动的能量损耗是不可忽视的，特别是对于高速摆动的摆锤，空气阻力对其运动的影响更为显著。
初始角度决定了摆锤的初始速度，如果初始角度不合适，可能会导致摆锤在运动过程中出现停滞或跳跃现象，从而影响机械能守恒的验证。
由于单摆的摆动是周期性的，因此需要多次测量并取平均值来减小误差。
然而，在实际操作中，由于操作不当或仪器精度不高，可能会导致测量误差较大。
实验中的问题空气阻力的影响初始角度的影响测量误差问题解决方案选择形状规则、质量分布均匀的摆锤，以减小形状和质量分布不均匀对实验结果的影响。
选择合适的摆锤减小空气阻力控制初始角度提高测量精度可以通过降低摆锤的运动速度或采用润滑剂来减小空气阻力对实验结果的影响。
在实验前，应将摆锤调整到合适的初始角度，以保证摆锤在运动过程中不会出现停滞或跳跃现象。
可以通过采用高精度的测量仪器、多次测量并取平均值等方法来提高测量精度。
02实验操作中的问题操作流程•准备实验器材：包括打点计时器、纸带、重物、导线、电源等。
•安装纸带：将纸带一端固定在重物上，另一端穿过打点计时器的小孔。
•打开电源：开启电源，打点计时器开始工作。
•释放重物：当打点计时器处于理想状态时，释放重物，重物自由下落。
•记录数据：从纸带上选取点迹清晰的点，测量距离并记录数据。
•计算速度和动能：根据测量数据计算重物的速度和动能。
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》
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【实验要求】一、实验目的 验证机械能守恒定律． 二、实验原理通过实验，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．三、实验器材打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线两根． 四、实验步骤1．安装置：按实验原理图将检查、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次～5次实验．3．选纸带：(1)用mgh ＝12m v 2来验证，应选点迹清晰，且1、2两点间距离接近2 mm 的纸带．(2)用12m v 2B －12m v 2A ＝mg Δh 验证时，只要A 、B 之间的点迹清晰即可选用． 五、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【方法规律】一、验证方案方案一：利用起始点和第n 点计算．代入gh n 和12v 2n ，如果在实验误差允许的范围内，gh n ＝12v 2n ，则验证了机械能守恒定律．方案二：任取两点计算1．任取两点A 、B 测出h AB ，算出gh AB . 2．算出12v 2B －12v 2A 的值． 3．如果在实验误差允许的范围内，gh AB ＝12v 2B －12v 2A，则验证了机械能守恒定律．方案三：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 ，并计算各点速度的平方v 2，然后以12v 2为纵轴，以h 为横轴，绘出12v 2－h 图线，若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．二、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．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．三、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．重物应选用质量大、体积小、密度大的材料．3．测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用v n ＝d n ＋1－d n －12T，不能用v n ＝2gd n 或v n ＝gt来计算．【考点剖析】考点一对实验原理和误差分析的考查例1、某同学安装如图甲的实验装置验证机械能守恒定律．(1)此实验中，应当是让重物做________运动，________(填“需要”或“不需要”)测出重物的质量．(2)打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，该同学选取如图乙所示的一段纸带，对BD段进行研究．求得B点对应的速度v B＝________m/s(保留两位有效数字)，若再求得D点对应的速度为v D，测出重物下落的高度为h BD，则还应计算________与________大小是否相等(填字母表达式)．(3)但该同学在上述实验过程中存在明显的问题．安装实验装置时存在的问题是_____________________________________________________________________；研究纸带时存在的问题是____________________________________________________________________，实验误差可能较大．【解析】(1)由实验原理知，应让重物在松开手后做自由落体运动；根据机械能守恒，mgΔh＝12m(v22－v21)，整理后，得gΔh＝12(v22－v21)，所以，不需要测量质量．(2)B点速度等于AC段的平均速度，v B＝AC2T＝0.19 m/s；根据实验原理知，还应计算12(v2D－v2B)与gh BD，看两者大小是否相等．(3)重物距离桌面太近，会落到桌面上；B、D间时间间隔太短，实验误差较大．【答案】(1)自由落体不需要(2)0.1912(v2D－v2B)gh BD(3)重物会落在桌面上(或“纸带打点过短”等与此类似的答案)B、D两点间时间间隔过短考点二 对实验数据处理的考查例2、用如图甲所示的实验装置验证m 1、m 2组成的系统机械能守恒．m 2从高处由静止开始下落，m 1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．已知m 1＝50 g 、m 2＝150 g ，则：(结果均保留两位有效数字)甲乙(1)在纸带上打下计数点5时的速度v ＝________m/s ；(2)在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量ΔE k ＝________J ，系统势能的减少量ΔE p ＝________J ；(取当地的重力加速度g ＝10 m/s 2)(3)若某同学作出12v 2－h 图象如图丙所示，则当地的重力加速度g ＝________m/s 2.丙【解析】 (1)v 5＝(21.60＋26.40)×10－20.1×2m/s ＝2.4 m/s.(2)ΔE k ＝12(m 1＋m 2)v 2－0≈0.58 JΔE p ＝m 2gh －m 1gh ＝0.60 J.(3)由(m2－m1)gh＝12(m1＋m2)v2知v22＝(m2－m1)ghm1＋m2即图象的斜率k＝(m2－m1)gm1＋m2＝5.821.20解得g＝9.7 m/s2.【答案】(1)2.4(2)0.580.60(3)9.7例3、某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如下，当有不透光的物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．所用的光电门传感器可测得最短时间为0.01 ms.将挡光效果好、宽度为d＝3.8×10－3m的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间Δt i，与图中所示的高度差Δh i，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示．(取g＝9.8 m/s2，注：表格中M为直尺质量)d(1)从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用v i ＝dΔt i求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是：_______________________________________________________________.(2)请将表格中数据填写完整．(3)通过实验得出的结论是：__________________________________________________________. (4)根据该实验请你判断下列ΔE k －Δh 图象中正确的是________．【解析】 (2)v ＝d t ＝3.8×10－30.90×10－3m/s ＝4.22 m/s ，Mg Δh ＝9.8×0.41M ＝4.02M .(3)从表中数据可知，在误差范围内，动能的增加量与重力势能的减少量相等． (4)由ΔE k ＝Mg Δh ，则动能的变化与高度成正比，C 正确． 【答案】 (1)极短时间内平均速度近似等于瞬时速度 (2)4.22 4.02M(3)在误差范围内重力势能减少量等于动能的增加量 (4)C【模拟演练】1．关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的是( )A ．实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越少，误差就越小B ．实验时需称出重物的质量C ．纸带上第1、2两点间距若不接近2 mm ，则无论怎样处理实验数据，实验误差都一定较大D ．处理打点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法【解析】选D.A 选项中，纸带过短，长度测量的相对误差较大，故A 错误；由12m v 2＝mgh 知，只需验证12v 2＝gh 即可，不必测重物质量，故B 错误；对C 选项中的纸带，可选点迹清晰、距离合适的任意两点M 、N ，通过计算ΔE k ＝12m v 2N －12m v M 2与mghMN 比较，实验误差不一定大，故C 错误；由于自由落体加速度较大，因此除去1、2两点距离可能很小，其他相邻两点间的距离均大于或远大于2 mm ，用毫米刻度尺测量完全可以，不必采用“计数点”法，故D 正确．【答案】D2．利用如图所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 .某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，正确的是( )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 计算出瞬时速度vB ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，并通过v ＝2gh 计算出瞬时速度vC ．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 ，并通过h ＝v 22g计算出高度hD ．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【解析】选D.在验证机械能守恒定律的实验中不能将物体下落的加速度看做g ，只能把它当做未知的定值，所以正确方案只有D 项．【答案】D3．用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”．(1)下列物理量需要测量的是________，通过计算得到的是________(填写代号)． A ．重锤质量 B ．重力加速度 C ．重锤下落的高度D ．与下落高度对应的重锤的瞬时速度(2)设重锤质量为m 、打点计时器的打点周期为T 、重力加速度为g .图乙是实验得到的一条纸带，A 、B 、C 、D 、E 为相邻的连续点．根据测得的x 1、x 2、x 3、x 4写出重锤由B 点到D 点势能减少量的表达式________，动能增量的表达式________．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是________(选填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的减少量．【答案】(1)C D (2)mg (x 3－x 1)mx 4(x 4－2x 2)8T 2小于4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，使质量m ＝200 g 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O 为纸带下落的起始点，A 、B 、C 为纸带上选取的三个连续的点．已知打点计时器每隔T ＝0.02 s 打一个点，当地的重力加速度为g ＝9.8 m/s 2，那么(1)计算B 点的瞬时速度时，甲同学采用v 2B ＝2gx OB ，乙同学采用v B ＝x AC2T ，其中________(选填“甲”或“乙”)同学所选择的方法更符合实验的要求．(2)在计算重力势能时，关于重力加速度g 的数值，丙同学用当地的实际重力加速度代入，丁同学通过对纸带上的数据进行分析计算，用纸带下落的加速度代入，其中________(选填“丙”或“丁”)同学的做法是正确的．(3)某同学想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落过程中所受到的阻力，他先算出纸带下落的加速度，进而算出阻力f ＝________N ．(保留一位有效数字)【解析】由该实验的原理可知，实验中的速度不能用自由落体运动规律来计算，因此乙同学的方法更符合实验要求．由于要验证机械能守恒定律，因此要代入当地的重力加速度，而不是纸带的加速度，所以丙同学的做法正确；由牛顿运动定律结合纸带中得到的实际加速度可以计算出阻力．【答案】(1)乙 (2)丙 (3)0.065．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为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的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O 为第一个点，A 、B 、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，当地的重力加速度为g ＝9.80 m/s 2，那么：(1)根据图上所得的数据，应取图中O 点到________点来验证机械能守恒定律；(2)从O 点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔE p ＝________J ，动能增加量ΔE k ＝________J(结果取三位有效数字)；(3)若测出纸带上所有各点到O 点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v 及物体下落的高度h ，则以v 22为纵轴，以h 为横轴画出的图象是如图中的________．【解析】(1)由题中所给数据，只可求出B 点的速度，故选取OB 段来验证机械能守恒定律． (2)ΔE p ＝mg ·OB ＝1.00×9.80×0.192 0 J ＝1.88 JΔE k ＝12m v 2B ＝12×1.00×⎣⎢⎡⎦⎥⎤(23.23－15.55)×10－22×0.022J ＝1.84 J. (3)由mgh ＝12m v 2得：v 22∝h ，故A 正确．【答案】(1)B (2)1.88 1.84 (3)A6．某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A 、B ，滑块P 上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A 、B 时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U 随时间t 变化的图象．(1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt 1________Δt 2(填“>”、“＝”或“<”)时，说明气垫导轨已经水平．(2)用游标卡尺测遮光条宽度d ，测量结果如图丙所示，则d ＝________mm.(3)滑块P 用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q 相连，钩码Q 的质量为m .将滑块P 由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若Δt 1、Δt 2和d 已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出________和________(写出物理量的名称及符号)．(4)若上述物理量间满足关系式________________________________________________________ ____________________________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒．【解析】(1)导轨水平时，滑块做匀速运动，Δt 1＝Δt 2. (2)d ＝5 mm ＋0×0.1 mm ＝5.0 mm.(4)滑块通过光电门的速度为v 1＝d Δt 1，v 2＝d Δt 2，M 、m 组成的系统机械能守恒，则mgL ＝12(M ＋m )⎝⎛⎭⎫d Δt 22－12(M ＋m )⎝⎛⎭⎫d Δt 12. 【答案】(1)＝ (2)5.0 (3)滑块质量M 两光电门间距L11 (4)mgL ＝12(M ＋m )⎝⎛⎭⎫d Δt 22－12(M ＋m )⎝⎛⎭⎫d Δt 12。
9实验验证机械能守恒定律
新课导入
【导入一】 师：上一节课我们学习了机械能守恒定律，我们首先复习一下什么叫作机械能守恒定 律． 生：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能 保持不变．这叫作机械能守恒定律． 师：上一节我们分别根据牛顿运动定律和动能定理推导出机械能守恒定律，今天我们 通过实验探究一下理论推导结果和实际情况是否一致．
新课导入
通过以上事例的分析，通过上节的学习我们知道减小的重力势能与增加的动能应该相等， 是不是真正相等呢？ 学生猜想： 现在就通过探究来验证我们的猜想是否正确． 提问：要探究一个物理问题可以从几方面来探究？
学习互动
【实验目的】1．理解实验的设计思路，明确实验中需要直接测量的物理量． 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，能根据实验数据分析得出实验结论，能正确分析产生实验 误差的原因，并会采取相应措施减小实验误差. 【实验原理】 1．当只有重力做功时，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量 _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．
重点难点
【重点】 掌握验证机械能守恒定律的实验原理． 【难点】 验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差．
教学建议
本实验是一个综合性实验，综合前面所涉及的纸带处理，瞬时速度的计算，阻力对结果的 影响和误差分析等内容．误差主要来源于纸带数据的处理及点与点测量的读数上的误差和 各种阻力产生的误差．还有注意必须先接通电源后放开纸带，以及起始点的选取．通过实 验引导学生自行分析误差的产生原因和减小误差的方法，培养学生自行探究问题，处理数 据的能力.
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。
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。
诠析“探究机械能守恒定律实验”的要点问题
诠析“探究机械能守恒定律实验”的要点问题探究机械能守恒定律是力学实验中的一个重点实验，对于该实验的学习应重点把握以下要点：一、实验要点1. 实验的思路.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相互转化，但总的机械能守恒，若物体某时刻即时速度为v，下落高度为h，恒有：■mv2=mgh .故可借助打点记时器，通过纸带测出重物某时刻下落高度h和该时刻的即时速度，即可验证机械能守恒定律.2. 如何求出某点的瞬时速度v？图1是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。
从o点开始依次取计数点1，2，3，……，图中h1，h2，h3，……分别为o与计数点1、2、3……的距离。
根据做匀加速运动的物体在某一段时间t 内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出某点的瞬时速度va.如计数点点1的瞬时速度：v1=■。
依次类推可求出点2，3，……处的瞬时速度v2，v3，…….3. 如何确定重物下落的高度？图3中h1、h2、h3、……分别为纸带从o点下落的高度.二、注意事项：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？因为打点计时器每隔0.02s 打点一次，在最初的0.02s内物体下落距离应为0.002m，所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2mm 的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔 t=0.02s.2. 因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量 m，而只需验证■vn2=ghn就行了.3. 打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用.4. 实验时，必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落.5. 测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能弄错.为了减小测量 h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些.三、热点题型热点一基本物理量的测量与计算【例1】小明用图2的装置来验证机械能守恒定律，问：（一）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.某同学利用实验得到的纸带，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计算出瞬时速度v.b. 用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=■计算出瞬时速度.c. 根据做匀变速直线运动的规律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，并通过计算出高度h.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 .（填入相应的字母）（二）完成下列相关问题：（1）在下列器材中：电磁打点计时器、铁架台、带铁夹的重物、复写纸、纸带、秒表、导线、开关、天平，其中不必要的器材是；缺少的器材是 .（2）实验中得到了甲、乙、丙三条实验纸带，如图3，则应选纸带好.（3）图4是选出的一条纸带，其中o是起始点，a、b、c是打点计时器连续打下的3个点.用毫米刻度尺测量o到a、b、c各点的距离，并记录在图中，问：①这三个数据中不符合有效数字读数要求的是，应记作 cm.②现用重锤在ob段的运动来验证机械能守恒，g=10m/s2，则该段重锤重力势能的减少量为，而动能的增加量为，（均保留3位有效数字，重锤质量为m）.由于系统误差总是使重力势能的减少量（填大于、等于或小于）动能的增加量，原因是 .解析：（一）物体下落的时间由打点计时器记录，无需测出，由于空气阻力、摩擦阻力等的影响，重物实际下落的加速度小于重力加速度g，故用v=gt和v=■计算某点的瞬时速度时会使动能增量测量值偏大，故选项a、b都错.由匀变速直线运动的规律知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；纸带开始打出的点比较密集，测出的时间误差很大，实验中的加速度是小于实验当地的g，故不能用公式h=■gt2来计算第一点到某点的距离，而是用刻度尺来测量，故选项c错误.通过上述分析可知选项d对.（二）（1）其中不必要的器材是秒表，天平；缺少的器材是低压交流电源和刻度尺.（2）实验时纸带静止释放做自由落体运动，则第一个点与第二个点间的距离是h=■gt2=■×9.8×0.022mm=1.96mm；因此应选甲纸带好.（3）①不符合有效数字读数要求的是oc，应记作15.70 cm.②重力势能的减少量为ep=mghob=1.24m.重物在b点的瞬时速度为vb=■=■=1.55m/s.动能的增加量为ek=ek=■■=1.20m.由以上计算可知重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是因为有摩擦，减少的重力势能一部分转化为内能.点评：本实验主要测量的物理量有：①某点的瞬时速度；②两个计数点之间距离的测量；③纸带加速度的计算；④物体通过某两个计数点重力势能的变化量和动能的变化量.热点二用图像探究机械能守恒定律【例2】小明用图1的实验装置来验证机械能守恒定律，他从打出的纸带中选出了一条比较理想的纸带，舍去开始密集的点，得到了如图5所示的一条纸带，然后根据纸带得到了下表中的数据：其中？驻hi=hi-h1是h2、h、h4、h5、h6与h1之间的高度差；？驻vi2=vi2-v12计数点2、3、4、5各点瞬时速度平方与计数点1瞬时速度的平方差，问：（1）完成表中所缺的数据；（2）根据表中的数据得到了如图6所示的δv2—h图像，由该图像可得出的结论是 .（3）由图像可求得该地的重力加速度g= .解析：（1）δh4=h5-h1=67.2-5.8=61.4mm.（2）由mg·δh=■mδvi2可知δh∝δvi2，因此由图像可得：在只有重力做功的条件下物体的机械能守恒.（3）由mg·δh=■mδvi2可知图像的斜率为：k=■=■.为求直线斜率可在直线上取两个距离较远的点，如（0.58，30.0×10-3）和（1.00，52.0×10-3），则直线的斜率为：k=■=0.052，则当地重力加速度为：g=■=9.62m/s2.点评：用图像来探究机械能守恒定律时，一定要把握以下几种作图象所依据的原理：①从静止开始采用“守恒式”：0+mghoc=■mvc2+0；②从静止开始采用“增减式”：■mδvc2=mg·δhoc；③不从静止开始采用“守恒式”：■m■+mghbc=■m■+0；④不从静止开始采用“增减式”：■m（■-■）=mg·δhbc .热点三如何用连接体来探究机械能守恒定律【例3】如图7所示，两质量分别为m1、m2的小物块a和b（b 包括挡光片质量），分别系在条垮过定滑轮的软绳两端，已知m1>m2，现要用此装置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：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实验(吐血整理经典题)
实验：验证机械能守恒定律1．下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是() A．重物质量的称量不准会造成较大误差B．重物质量选用得大些，有利于减小误差C．重物质量选用得较小些，有利于减小误差D．纸带下落和打点不同步不会影响实验2.用如图所示装置验证机械能守恒定律，由于电火花计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大的阻力，这样实验造成的结果是()A．重力势能的减少量明显大于动能的增加量B．重力势能的减少量明显小于动能的增加量C．重力势能的减少量等于动能的增加量D．以上几种情况都有可能3．有4条用打点计时器(所用交流电频率为50 Hz)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取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为s1、s2、s3。
请你根据下列s1、s2、s3的测量结果确定该纸带为(已知当地的重力加速度为9.791 m/s2) ()A．61.0 mm65.8 mm70.7 mmB．41.2 mm45.1 mm53. 0mmC．49.6 mm53.5 mm57.3 mmD．60.5 mm61.0 mm60.6 mm4．如图是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带．有关尺寸在图中已注明．我们选中n点来验证机械能守恒定律．下面举一些计算n点速度的方法，其中正确的是( )A．n点是第n个点，则v n＝gnTB．n点是第n个点，则v n＝g(n－1)TC．v n＝sn＋s n＋12TD．v n＝hn＋1－h n－12T5．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50 Hz，查得当地的重力加速度g＝9.80 m/s2。
测得所用重物的质量为1.00 kg。
(1)下面叙述中正确的是________。
A．应该用天平称出重物的质量B．可选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2 mm的纸带来处理数据C．操作时应先松开纸带再通电D．打点计时器应接在电压为4～6 V的交流电源上(2)实验中甲、乙、丙三学生分别用同一装置得到三条点迹清晰的纸带，量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.18 cm、0.19 cm、0.25 cm，则可肯定________同学在操作上有错误，错误是________。
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。
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班级 姓名 学号一、实验目的：应用自在落体运动验证机械能守恒定律 。
二、实验原理：1、机械能守恒定律的内容是：。
在本实验中，选择物体作自在落体运动来验证机械能守恒的理由是： 。
2、如下图为实验装置图，借助打点计时器打出的纸带〔如以下图所示〕，可以测出物体自在下落的 和 。
打第n 个计数点时的瞬时速度等于以该时辰为中间时辰的某一段时间内的平均速度。
即v n =T S S n n 21++=T－h h n n 211-+ 3、在只要重力做功的自在落体运动中，物体的重力势能和动能相互转化，但总的机械能坚持不变．假定物体某时辰瞬时速度为v ，下落高度为h ，那么重力势能的减大批为mgh ，动能的添加量为21m v 2，看它们在实验误差允许的范围内能否相等，假定相等那么验证了机械能守恒定律．三、实验器材： 四 、实验步骤和数据处置1．按上图装配器材，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运动在接近打点计时器的中央．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自在下落。
改换纸带重复做3～5次实验． 3．选纸带：分两种状况说明⑴用n n mgh mv =221验证 这是以纸带上第一点〔起始点〕为基准验证机械能守恒定律的方法。
由于第一点应是重物做自在落体运动末尾下落的点，所以应选取点迹明晰且第1、2两点间的距离接近2mm 的纸带。
⑵用h mg mv mv A B ∆=-222121验证 这是逃避起始点的人为不确定性，在纸带上选择前面明晰的任两点验证机械能守恒定律的方法。
由于重力势能的相对性，处置纸带时选择适当的点A 为基准点，只需计算出到前面任一0 1 23n-1nn+1S 1 S 2S 3 S nS n+1h n-1h n+1点B 进程中的势能减大批和动能增量就可以了。
这样，纸带上打出起始点0后的第一个0.02s 内的位移能否接近2mm ，以落第一个点能否明晰也就有关紧要了。
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一. 教学内容：验证机械能守恒定律实验问题归纳
二. 学习目标：
1、掌握机械能守恒定律的实验原理、实验步骤及误差分析。
2、深刻理解验证机械能守恒定律实验所涉及的习题类型及相关解法。
三. 考点地位：
机械能守恒定律是高中阶段实验问题的重点内容，从近几年高考试题实验题出题的特点来看，表现为一电学实验和一个非电学实验的组合，验证机械能守恒定律的实验是我们备考非电学实验的重点内容。
四. 知识体系：
1、实验目的：
验证机械能守恒定律。
2、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：
（3）从打出的几条纸带中挑选第一、二点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量，记下第一个点的位置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个点1、
2、3、4……，并量出各点到O点的距离，计算相应的重力势
能减少量
（4）测出一系列计数点到第一个点的距离，根据公式。
（5）比较是否相等。
5、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。
即当，或一定稍小于势能的减少量例1. 在验证机械能守恒定律的实验中
（1）从下列器材中选出实验所必需的，其编号为____________。
A. 打点计时器（包括纸带）；
B. 重物；
C. 天平；
D. 毫米刻度尺；
E. 秒表；
F. 运动小车
（2）打点计时器的安装放置要求为___________；开始打点计时的时候，应先_________，然后____________。
（3）实验中产生系统误差的原因主要是_________，使重物获得的动能往往
__________。
为减小误差，悬挂在纸带下的重物应选择____________。
（4）如果以图线是_________，该线的斜率等于____________。
解析：（1）选出的器材有：打点计时器（包括纸带），重物，毫米刻度尺，
编号分别为：A、B、D。
注意因，故m可约去，不需要用天平。
（2）打点计时器安装时，底板要竖直，这样才能使重物在自由落下时，受到的阻力较小。
开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再放下重物，让它带着纸带一同落下。
（3）产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩擦阻力，使得重物获得的动能小于它所减少的重力势能。
为减小误差，重物的质量应选大一些的。
（4）描绘出来的变式1. （2007?长春质检）用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律。
实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交变电流和直流电两种。
重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒。
下面列举了该实验的几个操作步骤：
A. 按照上图所示的装置安装器材；
B. 将打点计时器接到电源的直流输出端上；
C. 用天平测量出重锤的质量；
D. 释放悬挂纸带的夹子，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锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。