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课件网) 1.5 第2课时 验证机械能守恒定律 1.验证机械能守恒定律。 2.进一步熟悉打点计时器的使用。 3.在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能应用机械能守恒定律解决简单问题。 学习目标 一、实验目的 1.验证机械能守恒定律。 2.进一步熟悉打点计时器的使用。 二、实验原理与设计 实验装置如图所示。 1.让带有纸带的重物自由下落，利用打点计时器记录重物下落过程中的运动情况。 2.选取纸带上的某点作为高度的起点，量出纸带上其 他点相对该点的距离作为高度。 3.用天平称出重物的质量，算出重物经过这些点的重力 势能。再计算重物经过这些点的瞬时速度，算出动能。 4.最后，通过比较重物经过这些点的机械能，得出实 验结论。 铁架台(带有铁夹)、打点计时器、交流电源、纸带、重物、天平、砝码、刻度尺。 三、实验器材 1.安装装置：按图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电源。 四、实验步骤 2.打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地 方。先接通电源，然后再松开纸带，让重物带着纸带自由下落。更换纸带，按上述要求再重复做3～5次。 3.选纸带：分两种情况。 (1)应选点迹清晰且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带。若1、2两点间的距离大于2 mm，这是由先释放纸带，后接通电源造成 的。这样，第1个点就不是运动的起始点了，纸带上第1个点对应 的动能就不等于零。原理式mgh＝ mv2就不成立了。 (2)用mgΔh＝ mvB 2－ mvA2验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否为2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用。 4.测距离：用毫米刻度尺测出O点到1、2、3…各计数点的距离，求出重物对应于各点下落的高度h1、h2、h3…，并将各点对应的高度填入设计的表格中。 1.计算各点对应的瞬时速度：记下第1个点的位置O，在纸带上从离O点适当距离开始选取几个计数点1、2、3…并测量出各计数点到O点的距离h1、h2、h3…，再利用匀变速直线运动公式 vn＝ ，计算出1、2、3、4、…、n，各点的瞬时速度v1、v2、v3、v4、…、vn。 五、数据处理 2实验验证 方法一：利用起始点O和n个计数点，分别计算出各点对应的重力势能和动能。设起始点O处的重力势能为零，则各计数点处的重力势能为－mghn，对应的动能为mvn2，如果在实验误差允许的范围内mghn＝ mvn2，则机械能守恒。 方法二：任意选取两点A、B，测出hAB，计算出mghAB，再计算出vA、vB、 mvB2－ mvA2的值，如果在实验误差允许的范围内mghAB＝ mvB2－ mvA2，则机械能守恒。 方法三：图像法 从纸带上多选取几个计数点，测量出O点(起始点)到其余各计数点的距离(物体下落的高度)h，并计算出各点速度的平方v2，然后以v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2 -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的直线，则验证了机械能守恒定律。 k 1.在进行长度测量时，测量及读数不准造成偶然误差。 2.系统误差的主要来源是重物下落要克服阻力做功，部分机械能转化成内能，下落高度越大，机械能损失越多，所以实验数据出现了各计数点对应的机械能依次略有减小的现象。 3.交流电的周期不稳定，造成打点时间间隔变化而产生系统误差。 六、误差分析 1.应尽可能控制实验，满足机械能守恒的条件，这就要求尽量减小各种阻力的影响，采取的措施有： (1)安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直，以减小摩擦阻力。 (2)应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，使空气阻力减小。 七、注意事项 2.实验中，提 ... ...
