高中物理实验-验证机械能守恒定律

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实验验证机械能守恒定律

计算，因为只要认为运动加速度为 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，而不能用自由落体运动的公式求。
（4）该同学用重锤在 OC 段的运动来验证机械能守恒，OC 距离用 h 来表示，他用 vC= 2gh
计算与 C 点对应的重锤的瞬时速度，得到动能的增加量，这种做法（填“对”或“不对”） ___________.
（5）若 O 点到某计数点的距离用 h 表示，重力加速度为 g，该点对应重锤的瞬时速度为 v，则实验中要验证的等式为________________.
计算出点 1、点 2、点 3……的瞬时速
度 v1、v2、v3…… 2．验证
方法一：利用起始点和第 n 点计算．（请你说出验证方法。）方法二：任取两点计算．（请你说出验证方法。）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，并计算各点速度的平方 v2，然后以 v2 为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据给出 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．
（8）根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出 B 点的过程中，
得到的结论是
。
v2 （9）在验证机械能守恒定律时，如果以 2 为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据绘出的
v2 2
h
图象应是什么形状才能验证机械能守恒定律，图线的斜率表示什么？
例题 2、利用电火花计时器做如下实验.
（1）（10 分）甲同学使用如图 1 所示的装置来验证“机械能守恒定律”。①下面是操作步骤： a．按图 1 安装器材；b．松开铁夹，使重物带动纸带下落；

高中物理实验【验证机械能守恒定律】内容+典例

图1图2实验:验证机械能守恒定律一、实验目的通过实验验证机械能守恒定律．二、实验原理如图1所示，质量为m 的物体从O 点自由下落，以地面作为零重力势能面，如果忽略空气阻力，下落过程中任意两点A 和B 的机械能守恒即12mv 2A ＋mgh A ＝12mv 2B ＋mgh B 上式亦可写成12mv 2B －12mv 2A ＝mgh A －mgh B . 等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加．为了方便，可以直接从开始下落的O 点至任意一点(如图1中A 点)来进行研究，这时应有：12mv 2A ＝mgh ，即为本实验要验证的表达式，式中h 是物体从O 点下落至A 点的高度，v A 是物体在A点的瞬时速度．三、实验器材打点计时器，低压交流电源，带有铁夹的铁架台，纸带，复写纸，带夹子的重物，刻度尺，导线两根．四、实验步骤1．安装置：按图2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12mv 2n ＝mgh n 验证时，应选点迹清晰，且1、2两点间距离略小于或接近2 mm 的纸带．(2)用12mv 2B －12mv 2A ＝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，只要后面的点迹清晰就可选用．五、数据处理方法一：利用起始点和第n 点计算代入mgh n 和12mv 2n ，如果在实验误差允许的条件下，mgh n 和12mv 2n 相等，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mgh AB.(2)算出12mv2B－12mv2A的值．(3)在实验误差允许的条件下，若mgh AB＝12mv2B－12mv2A，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，并计算各点速度的平方v2，然后以12v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出12v2－h图线．若在误差允许的范围内图线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．六、误差分析1．本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(如空气阻力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量ΔE k稍小于重力势能的减少量ΔE p，即ΔE k<ΔE p，这属于系统误差．改进的办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力．2．本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差．减小误差的办法是测下落距离时都从0点量起，一次将各打点对应的下落高度测量完，或者多次测量取平均值来减小误差．七、注意事项1．打点计时器要稳定的固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，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，可使空气阻力减小．3．实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带．4．测下落高度时，要从第一个打点测起，并且各点对应的下落高度要一次测量完．5．速度不能用v n＝gt n或v n＝2gh n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v n＝gt n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h n＝12gt2n或h n＝v2n2g计算得到．记忆口诀自由落体验守恒，阻力减小机械能.仪器固定竖直向，先开电源物后放.开头两点两毫米，从头验证式容易.不管开头看清晰，任取两点就可以.图象验证也很好，关键记住两坐标.例1某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如图3所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验．图1(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是__________，理由是_______________________________。

高一物理验证机械能守恒定律

(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___________．
9.77m/s2
197.95cm/s
不需要
实验并不需要知道动能和势能的具体数值,根据mgh=mv2/2可消去m
本实验不需要测重物的质量。
由于摩擦和空气阻力的影响，本实验的系统EFG
例3.在下面三个力学实验中 A．验证牛顿第二定律 B．验证机械能守恒定律 C．碰撞中的动量守恒 (1)实验中要使用打点计时器的有_____________． (2)实验中要求物体通过某点即时速度的有_____________． (3)实验中必须用天平测物体质量的有_____________． (4)实验中要用刻度尺量长度的有_____________． (5)实验中需要平衡摩擦力的有_______________．
增大
0.3
0.35
摩擦力对小车做了功
例七.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 ,查得当地的重力加速度g=9.80m/s2 , 测得所用的重物的质量为1.00kg,实验运用公式mv2/2=mgh时,从几条打上点的纸带中挑选第一第二点间的距离接近______mm并且点迹清楚的纸带（如图所示）进行测量，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别19.63cm,23.74cm、28.22cm、33.12cm。根据以上数据，可知重物由O点运动到B点，重力势能的减少量等于_____J，动能的增加量等于_______J．(取3位有效数字).

高中物理实验验证机械能守恒定律必修

需要的测量仪下落器过是程中_,_重_物_克__服_摩_擦__和_空_气_阻__力_做_功__,部_分_机__械_能_转__化_为_内．能
谢谢大家！
_在__误__差__允___许__范__围___内__机__械___能__守__恒_．．
练习2.在验证机械能守恒定律时，将重物自由下落，
纸带记录如图所示．（计算结果取2位有效数字）
T=0.02s图中纸带左端为与重物相连端，0点为重物静
止时所记录的点，ABC三个记数点为打点计时之点，
则VB重=_物(_A_下B__+落_B_hC_B_)/距2T离时进，行其计速算度，V根B可据用图计示算数式据求出 VB=__________m/s；重物重力势能减少量为 ___________，动能增加量为__________________，两者不完全相同的原因是_打__点__计__时__器__,_刻__度__尺__．实验中
2、实验原理
O
研究在自由落体运动中：
？ Ek＝Ep
方案1：从起点开始计算
h A v1
1 mv2 ? mgh 2
B h
方案2：从一般位置开始计算
C
12mv22-12mv12 ? mgh
v
D
v2
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？ x12 2mm
2、如何测量瞬时速度
x v中时 v 2T
思考题：
3、是否需要测量重物的质量？
重物是否可以随意选择？ 1 mv2 mgh 2
4、在架设打点计时器时应注意什么？为什么？
打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，尽量减少摩擦阻力
思考题：

8.5 实验：验证机械能守恒定律课件-2023年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

课外拓展
（1）从纸带上打下计数点5时的速度v=__2_.4__m/s；
（2）从打下第“0”点到打下第“5”点的过程中系统动能
的增量△Ek=__0_.5_8__J，系统势能的减少量△EP=__0_.6_0__J ；
（当地的重力加速度g取10m／s2）
（3）若某同学作出
1 2
v2—h图象如图所示，则当地的重力加
在距离O点较近处选择几个连续的计数点，并计算出各点的速度值
E.测出各计数点到O 点的距离，即得到重锤的下落高度
F.计算出mghn和
1 2
mvn2，看两者是否相等
五、【应用规律，反思改进】
在以上步骤中，不必要的步骤是____A____；有错误或不妥的步骤是____B_C__D_F_____。（填写代表字母）更正情况是： ①_B__中__手__应__抓___住__纸__带__末___端__，__让__重___锤__尽__量__靠___近__打__点__计__时___器__； ②_C__中__应__先___接__通__电__源___，__再__松__开___纸__带______________________； ③_D__中__应___选__取__离__O__点__较__远___的__点___________________________；
重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v，
计算出重物减少的重力势能mgh和增加的动能
1 2
mv2 ，然后进
行比较，如果两者相等或近似相等，即可验证重物自由下落
过程中机械能守恒。请根据实验原理和步骤完成下列问题：
五、【应用规律，反思改进】
(1)关于上述实验，下列说法中正确的是____B_C___. A.重物最好选择密度较小的木块 B.重物的质量可以不测量 C.实验中应先接通电源，后释放纸带 D.可以利用公式 v＝ 2gh来求解瞬时速度

《实验：验证机械能守恒定律》说课稿

《实验：验证机械能守恒定律》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《实验：验证机械能守恒定律》。

下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程、教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析“验证机械能守恒定律”是高中物理必修 2 中一个重要的实验。

本实验是对机械能守恒定律这一重要物理规律的验证性实验，通过实验可以让学生更深入地理解机械能守恒定律的内涵和适用条件，同时培养学生的实验操作能力和数据处理能力。

在教材的编排上，本实验位于机械能守恒定律的理论学习之后，旨在通过实验让学生将理论知识与实践相结合，进一步巩固和深化对知识的理解。

二、学情分析学生已经学习了机械能守恒定律的相关知识，对动能、重力势能的概念以及它们的相互转化有了一定的认识。

但学生对于实验的设计、数据的采集和处理等方面的能力还相对较弱，需要在教师的引导下逐步提高。

此外，学生在实验操作中可能会出现粗心大意、不规范操作等问题，因此在教学过程中需要加强对学生实验操作的指导和规范。

三、教学目标1、知识与技能目标（1）理解实验原理，掌握实验的操作步骤。

（2）学会利用打点计时器测量物体的速度和下落高度。

（3）能够通过实验数据验证机械能守恒定律。

2、过程与方法目标（1）经历实验的设计、操作和数据处理的过程，培养学生的实验探究能力和创新思维。

（2）通过对实验误差的分析，提高学生分析问题和解决问题的能力。

3、情感态度与价值观目标（1）培养学生严谨认真的科学态度和实事求是的科学精神。

（2）激发学生对物理实验的兴趣，增强学生学习物理的自信心。

四、教学重难点1、教学重点（1）实验原理的理解和掌握。

（2）实验数据的采集和处理。

2、教学难点（1）实验误差的分析和减小误差的方法。

（2）对机械能守恒定律的深入理解和应用。

五、教法与学法1、教法（1）讲授法：讲解实验原理、实验步骤和注意事项。

（2）演示法：通过演示实验操作过程，让学生更加直观地了解实验方法。

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

(4)由题图可知，图线过原点且是倾斜直线，v与x成正比，即v＝ k′x，
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。

人教版2019高中物理必修第三册实验：验证机械能守恒定律35张ppt

ΔE/J 0.393 0.490
0.686
0.785
回答下列问题： ΔEp＝4mgL＝4×0.05×9.80×0.5 J＝0.980 J。
(1)实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的 ΔE ＝0.980J－0.392 J＝0.588J
3
减少量为_______ J(保留三位有效数字)；
(2)步骤④中的表格所缺数据为________；
A．刻度尺
B．0～6 V直流电源
AD
s 0.070 1
v D＝＝
m/s=1.7525m/s
2T 0.04
C．秒表
D．0～6 V交流电源
(2)某同学用图甲所示装置打出的一条纸带如图乙所示，相邻两
点之间的时间间隔为0.02 s，根据纸带计算出打下D点时重物的
1.75
速度大小为________m/s。(结果保留三位有效数字)
恒定律写出图像对应的函数表达式，弄清图像斜率的物理意义，如 v2-h 图像、
2
v
v2-2h 图像，或 -h 图像，根据图像计算出重力加速度，计算结果与当地重力
2
加速度比较，根据二者是否在误差允许的范围内相等判断机械能是否守恒。
3．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。
(1)为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选
择密度大的理由是_____________________________________。
阻力与重力之比更小
(2)已知交流电频率为50 Hz，重物质量为200 g，当地重力加
速度g＝9.80 m/s2，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的

人教版高中物理必修第二册第8章第5节实验：验证机械能守恒定律(课件)

环节三：处理数据，得出结论，分析实验误差，验证机械能守恒定律
根据实验原理有mgh初﹣mgh末＝12mv末2﹣12mv初2，那么实验中该怎样测量物体重力势能的减少量呢？
选择点迹小而清晰的纸带，为了减小实验误差，测
量下落高度时，要从第一个小而清晰的点迹测起，并且
各点对应的高度一次测完。利用刻度尺测出hOA、hOB、 hOC、hOD、hOE、hOF、hOG。研究从B点到F点的运动过程，重力势能的减少量为mg(hOF﹣hOB)。
课堂练习
D
课堂练习
B
课堂练习
C AB
m(hC﹣hA)2 8T2
﹣mghB
不正确。因为如果测量是从起始点算起
A
的，则需要满足mgh＝12mv2，即v2＝2gh。还
需要进一步判断图像的斜率是否接近2g。
首先，组装实验装置，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。然后，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。最后，对得到的纸带进行数据处理，分析实验数据，得到实验结论。
可以按照上述方法来验证mgh＝12mvn2是否相等。除了通过计算来分析数据，我们还可以采用什么方式分析数据？
图像法。我们可以通过作出什么图像来验证机械能是否守恒？可以从纸带上选取多个点，测量从第一个点到其余各点下落的高度，并计算出各点速度的二次方，以v2为纵轴、以h为横轴，根据计算出的实验数据作出v2-h图像。
环节二：根据实验原理，明确实验步骤，搭建实验器材，完成实验数据测量
实验器材
打点计时器、低压交流电源、带有铁夹的铁架台、纸带、复写纸、带夹子的重物、刻度尺、导线等。

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。

高中物理实验验证机械能守恒定律

实验七验证机械能守恒定律【实验目的】1、验证机械能守恒定律。

2、测定重物下落的加速度。

【实验原理】当物体自由下落时，如果忽略空气阻力，物体机械能守恒，即重力势能的减少量△E p 等于动能的增加量△E k 。

设物体的质量为m ，下落高度为h 时的速度为v ，则有21mv 2=mgh 即 gh=21v 2测出物体下落到不同位置时的即时速度和下落高度，看上式在误差范围内是否相等，若相等就验证机械能守恒定律。

【实验器材】1、电火花计时器，2、纸带4条，3、C 形夹，4、重锤，5、刻度尺，6、地毯。

【注意事项】1、应先接通电源然后才释放纸带。

2、安装电火花计时器，两个限位孔要上下对正以保证纸带处于竖直方向，减少重锤下落过程中限位孔对纸带的摩擦阻力。

【实验步骤】1、用C 形夹将电火花计时器固定在桌子边上，插好电源。

2、把两条纸带固定在重锤上，另一端一条穿过限位孔从墨粉纸下面经过，另一条从墨粉纸上面经过。

手持纸带保持竖直方向，接通电源，松手让重锤牵引纸带下落，打点计时器在纸带上打出一系列点。

3、重复打出几条纸带，从中挑选第一，二两点的距离接近2mm.并且点迹清晰的纸带进行测量。

4、把选取的纸带的的第一个点记为0点，每过5个点选为一个记数点，依次标记为A、B、C、D、E（中间的点有的未画出）。

如图所示5、依次用刻度尺量出OA、AB、BC、CD、DE的距离记为s1、s2、s3、s4、s5量出OA、OB、OC、OD、OE的距离记为h。

、h1、h2、h3、h4。

并记入表中。

6、用公式依次算出记数点B、C、D的即时速度并填入表中。

7、计算从0点算起物体运动到B、C、D所对应点增加的动能△E k 和减少的势能△E P并填入表中。

8、比较△E k和△E P在误差允许范围内是否相等。

【实验改进】实验按照课本是将电火花计时器.或是将电磁打点计时器用铁夹固定在铁架台上，铁架台放在实验桌子上，重锤下落在桌子上，这样设计有些弊病，第一，打点计时器架设不稳，给实验带来误差。

高中物理知识点验证机械能守恒定律

验证机械能守恒定律1．验证机械能守恒定律【知识点的认识】二、实验：验证机械能守恒定律1．实验目的：验证物体做自由落体运动时机械能守恒．巩固由纸带求瞬时速度的方法，体验误差分析．2．实验原理：自由下落的物体只有重力做功，若减小的势能等于增加的动能，即：﹣△E p＝△E k，则物体机械能守恒．3．实验的方法：让连着纸带的重物由静止自由下落，重物下落的高度h，和下落高度h时重物的速度v，可根据纸带得出．看gh=12v2是否成立？4．实验器材：铁架台，重锤，打点计时器，低压交流电源，电键，刻度尺，复写纸，纸带，导线．5．实验步骤：（1）按装置图安装好器材，注意打点计时器板面竖直，保证两个限位孔中心在同一竖直线上，并用导线将计时器接到低压交流电源上．（2）将长约1米的纸带一端用小夹子固定在重物上后，另一端（上端）穿过打点计时器限位孔，用手提着纸带，使重物静止并靠近计时器的下方．（3）接通电源，让重物带动纸带自由下落，计时器在纸带上打下一系列的点．（4）换几次纸带，重复上述（2）、（3）步骤．（5）在所得到的纸带中，选取点迹清晰、且第一、二两点间的距离接近2mm 的3条纸带进行测量．先记下第一点作为O 点，再在纸带上点迹清晰部分依次连续地选取三个计数点，且相邻两计数点间的时间相等，设为T ，如图所示的D 、E 、F 三点，用刻度尺测出距O 点到E 点的距离设为h i ，以及D 、F 间的距离s ．（6）用公式v i =s t ，计算出E 点对应速度．（7）看势能减少量mgh i 是否等于动能增加量12mv i 2． 6．实验结论：重物自由下落时机械能守恒．7．实验中应注意事项（1）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12v n 2＝gh n 就行了．（2）打点计时器要竖直架稳，使板面在同一竖直平面内，其两限位孔中心要在同一竖直线上，以尽量减少纸带与打点计时器间的摩擦阻力作用．（3）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．（4）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．（5）由于实验中不可避免地存在纸带与限位孔、振针间的摩擦及空气阻力作用，因此减小的重力势能值△E p 要大于增加的动能值△E k ．【命题方向】题型二：对“验证机械能守恒定律”实验的考查如图1是验证机械能守恒定律的实验．小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定．将轻绳拉至水平后由静止释放．在最低点附近放置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点的挡光时间△t ，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d ，如图2，重力加速度为g ．则（1）小圆柱的直径d ＝ 1.02 cm ：（2）测出悬点到圆柱重心的距离为l ，若等式gl ＝ d 22△t 2 成立，说明小圆柱下摆过程机械能守恒．分析：游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．解：解答：（1）游标卡尺读数为d ＝10mm+2×0.1mm ＝10.2mm ＝1.02cm（2）小圆柱运动到最低点时，v =d △t根据机械能守恒定律应有mgl =12mv 2，解得gl =12v 2=d 22△t 2故答案为（1）1.02 （2）d 22△t 2点评：游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读，其次要明确实验原理，根据物理规律列出相应方程，然后求解讨论即可．【解题方法点拨】对于“验证机械能守恒定律”实验的考查，主要在数据的计算处理和误差分析两方面．1．数据处理和守恒的验证有以下三种方法：方法一：利用起始点和第n 点计算，代入gh n 和12v n 2，如果在实验误差允许的范围内gh n ＝12v n 2，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12v B 2−12v A 2的值．（3）如果在实验误差允许的范围内gh AB =12v B 2−12v A 2，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 ，并计算各点速度的平方v 2，然后以12v 2为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据绘出12v 2﹣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．2．误差分析（1）实际上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，故动能的增加量必定稍小于势能的减少量，这是属于系统误差，减少空气阻力影响产生的方法是：使纸带下挂的重物重力大些，且体积要小．（2）打点计时器产生的误差①由于交流电周期的变化，引起打点时间间隔变化而产生误差．②计数点选择不好、振动片振动不均匀、纸带放置方法不正确引起摩擦，造成实验误差．③打点时的阻力对纸带的运动性质有影响，这也属于系统误差．（3）由于测长度带来的误差属偶然误差，减少办法一是测距离时都应从O点量起，二是多测几次取平均值．3．实验改进物体下落过程中通过某一位置的速度可以用光电计时器测出来，利用这种装置验证机械能守恒定律，能消除纸带与限位孔的摩擦阻力带来的系统误差．。

高中物理用DIS验证机械能守恒定律的三种方法

用DIS 验证机械能守恒定律的三种方法一、用斜轨法验证机械能守恒定律◆实验目的用斜轨法验证机械能守恒定律。

◆实验原理位于倾斜轨道上的小车，忽略轨道的摩擦力，因只有重力对其做功，所以机械能守恒。

取低处光电门传感器(接数据采集器第二通道)为零势点，设两光电门之间的高差为h ，则：在两光电门传感器处小车的机械能分别为：mgh mv E +=21121，22221mv E =若1L 为两光电门问的距离，2L 为轨道两支脚之间的距离，S 为轨道一个支脚调高高度：'S 为本支脚平衡摩擦后高度，则公式中2'1/)(*L S S L h -= 本实验中，“I ” 型挡光片的宽度为0．02m ，小车的质量为0.2345kg ，L1=0.50m ，L2=1.OOm ，S=0.037m ，S'=0.013m ，所以h=0.012m 。

两光电门传感器处机械能损耗的计算公式为：]2/)/[)(2121E E E E n +-=◆实验器材朗威DISLab 、计算机、DISLab 力学轨道及附件、天平等。

◆实验装置图见图22．1。

◆实验过程与数据分析l 、将力学轨道调节水平，把一侧调高3.7cm ，按0.5米间距安装两光电门；2、将两光电门接入数据采集器第一、二通道；3、打开“计算表格”，点击“自动记录”中的“开始”，让小车自由向下滑动5～6次，点击停止；4、点击“公式”，输入变量和计算公式，得到计算结果；5、由结果可见：六次实验中机械能损失仅在1.90％～2.90％之间；6、进一步改进实验手法，精细调节力学轨道垫高的角度，平衡摩擦力，可大幅度提高实验精度，得到图22-3所示的计算结果，机械能的损失已控制在千分之一以内；7、由此可得出结论：在只有重力做功的情况下，机械能守恒。

二、用气垫导轨法验证机械能守恒定律◆实验器材朗威DISLab、计算机、气垫导轨、天平等。

◆实验目的用气垫导轨法验证机械能守恒定律。

高中物理【实验：验证机械能守恒定律】优秀课件

一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点(
图中未标出)，计数点间的距离如图所示。已知m1＝50 g、m2＝150 g，打电计时器所用电源频率为50 Hz，则：(计算结果保留两位有效数字)
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(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5＝___2_.4____m/s。 [解析] (1)每相邻两计数点间还有 4 个打下的点，相邻计数点的时间间隔 T＝0.10 s，打第 5 个点时的速度为 v5＝x24T6＝0.2126×＋00.1.264 m/s＝2.4 m/s。
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2．方案二 (1)调整气垫导轨至倾斜状态时，垫块要垫至合适位置，要反复调整，使滑块能沿导轨加速下滑。 (2)气垫导轨调整完毕后要保持导轨及垫块的位置不动。 (3)一先一后：应先将滑块移至导轨顶部附近，再接通电源释放滑块。 (4)用游标卡尺测量相关量时，要注意游标卡尺不估读。
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数据处理与分析在“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g取9.80 m/s2，那么：
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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＝ 2gh，计算出瞬时速度v 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、后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度 v，并通过 h＝2vg2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，计算出瞬时速度 v

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。