驗(yàn)證機(jī)械能守恒

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1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證物體做自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中驗(yàn)證物體做自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒。機(jī)械能守恒。 實(shí)驗(yàn)原理1 1、在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，、在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，但物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能守恒，若物體某時(shí)刻即時(shí)總的機(jī)械能守恒，若物體某時(shí)刻即時(shí)速度為速度為v v，下落高度為，下落高度為h h，恒有：，恒有： 212mvmgh01234實(shí)驗(yàn)原理2 2、借助打點(diǎn)記時(shí)器，通過(guò)紙帶、借助打點(diǎn)記時(shí)器，通過(guò)紙帶測(cè)出重物某時(shí)刻高度測(cè)出重物某時(shí)刻高度h h和該時(shí)刻和該時(shí)刻的即時(shí)速度的即時(shí)速度v vt t，即可驗(yàn)證機(jī)械，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。能守恒定

2、律。01234實(shí)驗(yàn)原理3 3、測(cè)定第、測(cè)定第n n點(diǎn)的即時(shí)速度的方法點(diǎn)的即時(shí)速度的方法是：測(cè)出第是：測(cè)出第n n點(diǎn)的相鄰的前、后兩點(diǎn)的相鄰的前、后兩段相等時(shí)間段相等時(shí)間T T內(nèi)下落的距離由下列內(nèi)下落的距離由下列公式算出：公式算出： 12nnnSSvT112nnnddvT或01234S3S4d4d2實(shí)驗(yàn)儀器 鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、打點(diǎn)記時(shí)器、重鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、打點(diǎn)記時(shí)器、重錘（帶紙帶夾子）、紙帶幾條、復(fù)寫紙片、錘（帶紙帶夾子）、紙帶幾條、復(fù)寫紙片、導(dǎo)線、導(dǎo)線、直尺直尺、學(xué)生電源、學(xué)生電源 實(shí)驗(yàn)步驟(1)(1)按圖把打點(diǎn)記時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)按圖把打點(diǎn)記時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)記時(shí)器與學(xué)生電源上

3、，用導(dǎo)線把打點(diǎn)記時(shí)器與學(xué)生電源連好。連好。 (2)(2)把紙帶的一端在重錘上用架子固定好，另一把紙帶的一端在重錘上用架子固定好，另一端端穿過(guò)記時(shí)器限位孔穿過(guò)記時(shí)器限位孔，用手，用手豎直豎直提起紙帶使重錘提起紙帶使重錘?？吭诖螯c(diǎn)記時(shí)器附近?？吭诖螯c(diǎn)記時(shí)器附近。 實(shí)驗(yàn)步驟(3)(3)先接通電源先接通電源，后松手讓重錘帶著，后松手讓重錘帶著紙帶下落。紙帶下落。 (4)(4)重復(fù)幾次，得重復(fù)幾次，得3535條紙帶。條紙帶。 (5)(5)在打好點(diǎn)的紙帶中挑選在打好點(diǎn)的紙帶中挑選點(diǎn)跡清晰點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，的一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上在起始點(diǎn)標(biāo)上O O ，以后各依次標(biāo)上，以后各依次標(biāo)上1 1、2 2、3.3.

4、用刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)高度用刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)高度h h1 1、h h2 2、h h3 3 第一個(gè)間隔，一定要求是第一個(gè)間隔，一定要求是2mm左右嗎左右嗎實(shí)驗(yàn)步驟(6)(6)應(yīng)用公式應(yīng)用公式 計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v v1 1、v v2 2、v v3 3. . (7)(7)計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減少量和計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減少量和動(dòng)能的增加量進(jìn)行比較。動(dòng)能的增加量進(jìn)行比較。 注意事項(xiàng)（1 1）實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)記時(shí)器的安裝，兩紙帶限位）實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)記時(shí)器的安裝，兩紙帶限位孔必須在同一豎直線上，以減少摩擦力孔必須在同一豎直線上，以減少摩擦力（2 2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先接通電源，讓打點(diǎn)記時(shí)）實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先接通電源

5、，讓打點(diǎn)記時(shí)器工作正常后才松開(kāi)紙帶讓重錘下落器工作正常后才松開(kāi)紙帶讓重錘下落（3 3）打點(diǎn)記時(shí)器必須接）打點(diǎn)記時(shí)器必須接50Hz50Hz交流低壓電源交流低壓電源. .（4 4）必須保留紙帶上打出點(diǎn)跡的第一點(diǎn)）必須保留紙帶上打出點(diǎn)跡的第一點(diǎn), ,且且第第1 1、2 2點(diǎn)間距約為點(diǎn)間距約為2mm2mm的紙帶誤差小。的紙帶誤差小。（5 5）實(shí)驗(yàn)中，只要驗(yàn)證）實(shí)驗(yàn)中，只要驗(yàn)證ghgh是否等于是否等于v v2 2/2/2即可，即可，不用測(cè)重錘的質(zhì)量。不用測(cè)重錘的質(zhì)量。誤差分析：由于重錘克服阻力作功，所誤差分析：由于重錘克服阻力作功，所以動(dòng)能增加量略小于重力勢(shì)能減少量。以動(dòng)能增加量略小于重力勢(shì)能減少量。

6、思維能力訓(xùn)練 為進(jìn)行為進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)，有下實(shí)驗(yàn)，有下列器材可選用：鐵架臺(tái)、打點(diǎn)記時(shí)器、復(fù)寫列器材可選用：鐵架臺(tái)、打點(diǎn)記時(shí)器、復(fù)寫紙、紙帶、秒表、低壓直流電源、導(dǎo)線、電紙、紙帶、秒表、低壓直流電源、導(dǎo)線、電鍵、天平，其中不必的器材是鍵、天平，其中不必的器材是_;_;缺少的器材是缺少的器材是_。秒表、天平秒表、天平、低壓直流電源、低壓直流電源低壓交流電源低壓交流電源、刻度尺、重物、刻度尺、重物思維能力訓(xùn)練 在在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒驗(yàn)證機(jī)械能守恒”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)記的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)記時(shí)器所用的電源的頻率時(shí)器所用的電源的頻率50Hz50Hz，查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，查得?dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

7、為為g=9.8m/sg=9.8m/s2 2, ,測(cè)得所用的重物的質(zhì)量為測(cè)得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg1.00kg。實(shí)。實(shí)驗(yàn)中得到一條如圖所示點(diǎn)跡清晰的紙帶，把第一個(gè)驗(yàn)中得到一條如圖所示點(diǎn)跡清晰的紙帶，把第一個(gè)點(diǎn)記作點(diǎn)記作O O，另選連續(xù)的，另選連續(xù)的4 4個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn)A A、B B、C C、D D作為測(cè)量的作為測(cè)量的點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道A A、B B、C C、D D各點(diǎn)到各點(diǎn)到O O點(diǎn)的距離分別點(diǎn)的距離分別為為62.99cm62.99cm、70.18cm70.18cm、77.76cm77.76cm、85.73cm85.73cm，根據(jù)以，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由上數(shù)據(jù)，可知重物由O O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C C點(diǎn)，重力勢(shì)能的減點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量等于少量等于_焦，動(dòng)能的增加量等于焦，動(dòng)能的增加量等于_焦焦( (取取3 3位有效數(shù)字位有效數(shù)字) )。7.627.57Vc=3.89m/s 思維能力訓(xùn)練 在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的定律時(shí)，如果以在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的定律時(shí)，如果以v v2 2/2/2為縱軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的為縱軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的v v2 2/2-h/2-h圖線應(yīng)是圖線應(yīng)是_，才能驗(yàn)證機(jī)，才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒，械能守恒，v v2 2/2-h/2-h圖的斜率等于圖的斜率等于_的數(shù)值。的數(shù)值。 過(guò)原點(diǎn)過(guò)原點(diǎn)O的傾斜直線的傾斜直線重力加速度重力加速度g