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验证机械能守恒定律的实验 验证机械能守恒定律 组员: 本实验在“名师面对面”70页 [实验目的] 验证机械能守恒定律。 [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 12v，下落高度为h，则应有:。借助打点计时器，mgmhv,2 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。 h-h图1 n，1n-1,vn2,T测定第n点的瞬时速度的方法是: [实验器材] 铁架台(带铁夹)、打点计时器、学生电源、导线、带铁夹的重锤、纸带、米尺。 [实验步骤] 1(按如图装置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，后松开纸带，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2mm，且点迹清晰图2 的一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3……，用刻度尺测出对应下落高度h、h、h……。 123 h-hn，1n-1,v6(应用公式计算各点对应的即时速度v、v、v……。 123n2,T 27(计算各点对应的势能减少量mgh和动能的增加量 mv/2,进行比较。 nn [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。 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点. 3、选用纸带时应尽量挑选第一、二点间接运2 mm的纸带. 4、打点计时器必须接50 Hz交流低压电源. 5、测量下落高度时，必须从起始点算起，不能搞错，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远一些，纸带也不易过长，有效长度可在60 cm—80 cm之内. 6、实际上重物和纸带下落过中要克服阻力做功，所以动能的增加量要小于势能的减少量。 [数据处理] 连续打两点的时间间隔T, 0.02 ,、重锤质量m= 1 kg 1 2 3 4 5 各点 下落高h(m) n 速度Vn(m/s) mgh n 结论 [误差分析]: 误差原因 为减小误差，实验中应注意哪些方面 1 2 3 [结论]: 练习题 一、单项选择题。(4*4=16分) 1(在“用打点计时器验证重锤做自由落体运动的过程中机械能守恒”的实验中，需要直接 测量的数据是重物的 ( ) A、质量 B、下落高度 C、下落时间 D、即时速度 2.一学生在练习使用打点计数器时，纸带上打出的不是圆点，而是短线， 这可能是因为 ( ) A(打点计数器错接在直流电源上 B(电源电压不稳定 C(电源的频率不稳定 D、振针压得过紧。 3(用自由落体验证机械能守恒的实验中，对实验结果影响最大的因素是 ( ) A、纸带克服摩擦力做了功。 B(纸带下落的时间太短。 C(纸带下落的高度h测量不太准确。 n D(打点周期极不稳定。 4. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点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阻力，这样会导致实验结果 ( ) 1122mghmghA、 , B. , mvmv22 12mghC. = D. 以上均有可能 mv2 二、双项选择题。(3*6=18分) 5.利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中，下面叙述正确的是( ) A.应该用天平称出物体的质量 B、应该选用点迹清晰，特别是第一点没有拉成长条的纸带 C、操作时应先接通电源然后放开纸带 D.打点计时器应接在电压为4,6 V的直流电源上 6. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，除打点计时器、铁架台、夹子、纸带和重物外，还需要( ) A. 秒表 B、 刻度尺 C、 低压交流电源 D. 天平 7(在“验证机械能守恒定律”的实验中，可以通过计算得到的有( ) A(重锤质量 B、重力加速度 C(重锤下落高度 D、与下落高度对应的重锤的即时速度 8(利用打点计时器所获得的打点的纸带如9题图所示，，A、B、C??是计数点，相邻计数 点对应的时间间隔是T，对应的距离依次是s、s、s??下列计算打D点时的速度的表123 达式中正确的有 ( ) SDABCGEF S5S2S46S1S3 9题图 图5-28 ssssss，，，，341234vv,,DD2T4TA、 B( ssssss,，，，612345vv,,DDT4TC( D、 三、实验题。(22分) 9(8分)(某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如1