动能和重力势能的相互转化

动能和重力势能的相互转化（一）

◇实验人

班级一班姓名毛显辉学号28

◇实验时间

2013年3月14日

◇目的

探究动能和重力势能相互转化时的定量关系，认识机械能守恒定律。

◇器材

时间传感器、圆柱形摆锤及悬线、铁架台、铁夹、单摆支杆、画有小方格的

木板、天平及砝码、米尺。

◇装置（示意图）

◇记录

摆锤质量m= 25 g 挡光宽度Δs= 1 cm 本地的重力加速度g = 9.776 m/s2

1．第一项实验

起始位置 A B C

高度h/m0.250.200.15

势能E p/J0.0560.0450.033

动能E k/J000

到达位置 D

挡光时间Δt /ms 4.82 5.041111

速度v/ms-1 2.07 1.98 1.65

动能E k //J0.0490.0450.031

势能E p //J000

2．第二项实验

位置 A B C D

高度h/m0.250.150.050

势能E p/J0.0560.0330.0110

挡光时/ms\ 6.69 4.76 4.32

速度v/ms-10 1.49 2.10 2.31

动能E k/J00.0260.0510.062

机械能E/J0.0560.0590.0620.062

◇结论

1.本实验中，计算速度的公式为：

v s/t

，

计算动能的公式为：

，

计算重力势能的公式为：

，

计算机械能的公式为：

E=mgh mv 22

1 .

2.比较表1中每一次摆锤在起始位置的重力势能和到达最低位置时的动能，可以看到：在误差允许的范围内，两者的数值是 基本相等 . 这表明在重力势能转化为动能的过程中，机械能 不变 .

3.从表2中的数据可以看出：摆锤从A 运动到D 的过程中，其重力势能逐渐 变小，动能逐渐 变大 ，但是在各个位置时总的机械能是 相等的 . 这也表明 机械能守恒 .

◇ 思考与探究

1．如果在第二项实验中，摆锤的机械能由A 到D 呈现微弱的逐渐减小的趋势，可能是什么原因造成的？

2．课文中图8 - 37所示的实验装置，是在小球下面装一个挡光片，测定小球通过该位置时的瞬时速度. 试分析这样测得的瞬时速度和动能比小球实际的瞬时速度和动能数值偏大还是偏小？为什么？

（1）答：空气阻力的作用使得能量遭到了损失。

（2）答：偏大，因为要测得是小球到达最低点时的速度，而此时测得是小球刚通过挡光片的速度，所以导致数据变大了。