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课件网) 验证机械能 守恒定律 实验的几种设计 目录 一、利用打点计时器进行验证 二、利用光电门进行验证 三、利用平抛运动进行验证 四、利用DIS系统验证 物体做自由落体运动 两物体系统在竖直方向的匀加速运动 小车在滑板上的匀加速运动 01 02 03 一、利用打点计时器进行验证 物体做自由落体运动 01 2mm 实验时，先接通打点计时器电源再释放纸带，在打出的纸带中，选取第一、二点间距最接近2 mm的纸带进行测量。 物体做自由落体运动 01 测出第0点到第点的距离，则重锤重力势能的减少量为；打出这两点的时间间隔为（ 是交流电的频率），由匀变速直线运动平均速度的推论、平均速度的定义式及，可知打第点时重锤的瞬时速度为，重锤动能的增量为 0 n 物体做自由落体运动 01 0 n Q：是否需要测量重锤质量？ A：不需要。因为要比较是否相等的和都是的倍数。 两物体系统在竖直方向的匀加速运动 02 若先接通打点计时器电源，然后释放，测出纸带上第0点到第点的距离，则系统重力势能的减少量为；打出所研究的两点的时间间隔为（是交流电的频率），打第点时的两物体的瞬时速度均为，则系统动能的增量为。 两物体系统在竖直方向的匀加速运动 02 Q：是否需要测量重锤质量？ A：需要。因为要比较是否相等的和的表达式是两物体质量的不同组合。 小车在滑板上的匀加速运动 03 以小车、沙桶系统为研究对象，测出两点距离，则系统减少的重力势能为： 小车质量M 小桶与沙的总质量m 小车在滑板上的匀加速运动 03 利用匀变速直线运动“一段时间的中点时刻的速度等于这段时间里的平均速度”的推论及平均速度的定义，可算出打出所选的两点时小车及沙桶的速度、，系统增加的动能为： 小车质量 小桶与沙的总质量 将气垫导轨倾斜放置，滑块在自身重力作用下沿导轨（光滑斜面）匀加速下滑。a、b为固定在导轨上的两个光电门，利用与其连接的光电计时器，可测出滑块通的时间，利用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度，可算出滑块经过光电门的速度为，这样就可以计算出物体在两个光电门间运动时动能的增加量。 二、利用光电门进行验证 二、利用光电门进行验证 测出两光电门中心间距L，导轨两端的水平距离，两端的高度差，可计算出物体在两个光电门间运动时重力势能的减少量为：。若滑块经过两个光电门的时间分别为、，则滑块动能增加量为：。 光滑弧形轨道竖直置于高度为的桌面，轨道下端切线保持水平，将小滑块从轨道上距桌面高度处由静止释放，滑块离开轨道后平抛运动落至地面，测出落点与轨道下端的水平距离，由平抛运动公式可算知滑块离开轨道时的速度为。 三、利用平抛运动进行验证 滑块从释放到离开轨道，减少的重力势能为：，增加的动能为：。 本实验也可多次改变，测出与之对应的，在直角坐标系中建立图像，只要图像为过原点的直线，则说明机械能守恒。 三、利用平抛运动进行验证 如图所示，利用DIS系统可验证摆球运动中的机械能守恒。实验中DIS系统将显示出摆球的重力势能、动能、机械能随摆球离开平衡位置的高度变化的图像如图中的丙、乙、甲所示，从图像可知，在任何高度时，摆球的机械能（动能与重力势能的和）保持不变。 四、利用DIS系统验证 下课 ... ...
