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课件网) 8.5 实验：验证机械能守恒 定律 一、实验思路 1. 自由下落的物体只受到重力作用，满足机械能守恒的条件。 2. 物体沿光滑斜面下滑时，虽然受到重力和斜面的支持力，但支持力与物体位移方向垂直(如图)，对物体不做功，这种情况也满足机械能守恒的条件。 3. 用细线悬挂的小球摆动时，细线的拉力与小球的运动方向垂直，对小球不做功。如果忽略空气阻力，这个过程中只有重力做功，也满足机械能守恒的条件。 实验方案设计 方案一：自由下落 方案二：光滑斜面 方案三：系统守恒 方案一：实验器材 打点计时器 纸带 重物 铁架台（带铁夹） 刻度尺、交流电源等 1.按照如图所示装置安装实验器材 2.将纸带穿过计时器，下端与重物相连 3.接通电源，待计时器工作稳定后释放纸，及时切断电源，取下纸带，标上纸带号，更换纸带，重复以上步骤。 4.选取点迹清晰的纸带，在纸带上进行取点。 5.测距离 6.整理器材，使器材复位 实验步骤 数据处理 高度h 的测量： 第n个点的速度： m 天平 需要吗？ 数据处理 各计数点 l 2 3 4 5 6 下落高度 速度 势能减少量 动能增加量 结论 0 h v 2 1 2 gh = v 2 1 2 为什么图象过原点？ 结论：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。 图象法处理数据 该图象的斜率表示什么？ 1.选择质量密度较大、体积较小的物体 2.计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，计时器要稳定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。 4.先通电源，让打点计时器正常工作, 再释放纸带 3.释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端，确保重物由静止释放。 6.速度计算不能用v=gt 或 v=等计算，用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误。 注意事项 3.纸带选取。 1.重物下落中要克服空气阻力做功，纸带与限位孔存在摩擦。实验的动能增加量必定稍小于重力势能减少量 2.长度测量过程中存在读数误差。 误差分析 3.由于交变电流的周期不稳定，造成打点时间间隔变化而产生误差。 1.如图，利用此装置验证机械能守恒定律。 (1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是 A.重物选用质量和密度较大的金属锤 B.两限位孔在同一竖直面内上下对正 C.精确测量出重物的质量 D.用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物 AB (2)打点计时器接到50 Hz的交变电源上，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有 。 A. OA、AD和EG 的长度 B. OC、BC和CD的长度 C. BD、CF和EG 的长度 D. AC、BD 和EG 的长度 BC 【例2】 某同学做验证机械能守恒定律实验时，不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏，损坏的是前端部分。剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图中，单位是cm。打点计时器工作频率为50 Hz，重力加速度g取9.8 m/s2。 (1)质量为m的重物在点2的速度v2= ，在点5的速度v5= ， 此过程中动能增加量ΔEk= ，重力势能减少量ΔEp= 。 由以上可得出实验结论 。 1.50 m/s 2.075 m/s 1.03m J 1.06m J 在误差允许的范围内，机械能守恒 (2)重物获得的动能往往 (选填“大于”“小于”或“等于”)减少的重力势能，实验中产生系统误差的原因是 。 (3)根据实验判断下列图像正确的是(其中ΔEk表示重物动能的变化量，Δh表示物体下落的高度)( ) C 5.某实验小组利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。在气垫导轨上固定两个光电门，光电门连接数字毫秒计，滑块上固定宽度为d 的遮光条。把导轨的右端垫 ... ...
