实验8.探究机械能守恒（学生版） 2024届高考物理一轮复习讲义.pdfVIP

实验8.探究机械能守恒

一.实验原型

1.实验目的

验证机械能守恒定律

2．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对应过程动能的增加量，在

实验误差允许范围内，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律．

3.实验器材

打点计时器、交变电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线．

4.实验步骤

①安装器材：将打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器与低压电源相连

②将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器的限位孔

③用手提着纸带，让重物靠近打点计时器并处于静止状态，然后接通电源，松开纸带，

让重物自由落下，纸带上打下一系列小点

④从几条打下点的纸带中挑选出点迹清楚的纸带进行测量

⑤在起始点标上O，在以后各点依次标上1、2、3、。。。；用刻度尺测出对应下落高度h1、

h2、h3.。。。

3.数据处理

1)求瞬时速度

hn＋1－hn－1

由公式v＝可以计算出重物下落h、h、h…的高度时对应的瞬时速度v、v、

n12312

2T

v….

3

2)验证守恒

方案一：利用起始点和第n点计算

11

代入mgh和mv2，如果在实验误差允许的范围内，mgh和mv2相等，则验证了机械

nnnn

22

能守恒定律．

注意：应选取最初第1、2两点间距离接近2_mm的纸带(电源频率为50Hz)．

方案二：任取两点计算

①任取两点A、B，测出h，算出mgh.

ABAB

11

②算出mv2－mv2的值．

BA

22

11

③在实验误差允许的范围内，若mgh＝mv2－mv2，则验证了机械能守恒定律．

ABBA

22

方案三：图像法

1

2

测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算对应速度v，然后以v为纵轴，以h为

2

1

2

横轴，根据实验数据作出v－h图像．若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为g

2

的直线，则验证了机械能守恒定律．

4.注意事项

(1)打点计时器要竖直：安