实验四验证机械能守恒定律 回扣实验原理)3聚焦·典例精析 2透析核心突破)臼体验·经典考题 MYKONGLONG
实验四 验证机械能守恒定律
回扣·实验原理 O实验目的 验证机械能守恒定律 MYKONGLONG
验证机械能守恒定律
○实验原理 1.在只有重力做功的自由落体运动中,物体的重力势能和动能 互相转化,但总的机械能保持不变.若物体某时刻瞬时速度为 v,下落高度为h,则重力势能的减少量为皿gh,动能的增加量为 1my2,看它们在实验误差允许的范围内是否相等,若相等则验 2 证了机械能守恒定律 2.计算打第n个点时速度的方法:如图所示,由公式可得第n个点 的速度v=ha-hn 2T 34 34 MYKONGLONG
1.在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能 互相转化，但总的机械能保持不变.若物体某时刻瞬时速度为 v，下落高度为h，则重力势能的减少量为mgh，动能的增加量为 mv2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验 证了机械能守恒定律 2.计算打第n个点时速度的方法：如图所示,由公式可得第n个点 的速度 1 2 n 1 n 1 n h h v 2T + − − =
Q实验器材 铁架台(含铁夹),打点计时器,学生电源,纸带,复写纸,导 线,毫米刻度尺,重物(带纸带夹) MYKONGLONG
铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导 线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)
透析·核心突破 Q实验过程 实验步骤 1.仪器安装:按图示将检查、调整好的打点 打点 计时器纸带 计时器竖直固定在铁架台上,接好电路 夹子 2.打纸带:将纸带的一端用夹子固定在重物 }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,后松开纸带,让重物带着纸带自由卜洛.更换纸带 重复做3~5次实验 MYKONGLONG
一、实验步骤 1.仪器安装：按图示将检查、调整好的打点 计时器竖直固定在铁架台上，接好电路 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，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落.更换纸带 重复做3～5次实验
3.选纸带:分两种情况说明 (1)如果根据1mv2=mgh验证时,应选点迹清晰,打点成一条直 线,且1、2两点间距离小于或接近2mm的纸带 (2)如果根据m"2如y24h验证时,由于重力势能的相 2 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2mm就无关紧要了,所以只要后 面的点迹清晰就可选用 MYKONGLONG
3.选纸带：分两种情况说明 (1)如果根据 mv2=mgh验证时，应选点迹清晰，打点成一条直 线，且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带. (2)如果根据 mv2 B - mv2 A=mgΔh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. 1 2 1 2 1 2
数据处理 方法一:利用起始点和第n点计算.代入mgh和my2,如果在实 2 验误差允许的条件下mghn和mv2相等,则验证了机械能守恒定 律 方法二:任取两点计算 (1)任取两点A、B测出hAB,算出 mghaB (2)算的nB2v的值 3)在实验误差允许的条件下,若mh=1m2-1mv2成立,则 2 2 验证了机械能守恒定律 MYKONGLONG
二、数据处理 方法一：利用起始点和第n点计算.代入mghn和 如果在实 验误差允许的条件下mghn和 相等，则验证了机械能守恒定 律. 方法二：任取两点计算 (1)任取两点A、B测出hAB，算出mghAB. (2)算出 的值. (3)在实验误差允许的条件下，若mghAB= 成立，则 验证了机械能守恒定律. 2 n 1 mv 2 ， 2 n 1 mv 2 2 2 B A 1 1 mv mv 2 2 − 2 2 B A 1 1 mv mv 2 2 −
方法三:图象法.从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各 点的下落高度h,并计算各点速度的平方v2,然后以v2为纵 轴,以h为横轴,根据实验数据绘出v2-h图线若在误差允许 的范围内图线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 MYKONGLONG
方法三：图象法.从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各 点的下落高度h，并计算各点速度的平方v 2，然后以 v 2为纵 轴，以h为横轴，根据实验数据绘出 v 2-h图线.若在误差允许 的范围内图线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. 1 2 1 2
○误差分析 1.测量误差:测量两点之间的距离时造成误差减小测量误差的 方法,一是测下落距离时都从起始计数点量起,一次将各打点 对应下落高度测量完,二是多测几次取平均值 2.系统误差:由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功,故 动能的增加量AE=my2必定稍小于势能的减少量△ En=mgh 改进办法:(1)调整器材的安装,尽可能地减小阻力.(2选用密 度较大的重物 MYKONGLONG
1.测量误差：测量两点之间的距离时造成误差.减小测量误差的 方法，一是测下落距离时都从起始计数点量起，一次将各打点 对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值 2.系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故 动能的增加量 必定稍小于势能的减少量ΔEp=mghn， 改进办法：(1)调整器材的安装，尽可能地减小阻力.(2)选用密 度较大的重物. 2 k n 1 E mv 2 =
○注意事项 1.安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直平 面内以减少摩擦阻力 2.重物应选用质量和密度较大、体积较小的物体以减小空气阻 力的影响 3.应先接通电源,让计时器正常工作后,再松开纸带让重物下 落 4.纸带长度选用60cm左右为宜,应选用点迹清晰的纸带进行测 量 MYKONGLONG
1.安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平 面内以减少摩擦阻力 2.重物应选用质量和密度较大、体积较小的物体以减小空气阻 力的影响 3.应先接通电源，让计时器正常工作后，再松开纸带让重物下 落 4.纸带长度选用60 cm左右为宜，应选用点迹清晰的纸带进行测 量