9實驗：驗證機械能守恒定律

1、9 實驗：驗證機械能守恒定律 在自由落體運動中，若物體下在自由落體運動中，若物體下落高度落高度h h 時的速度為時的速度為v ,v ,則則h hv v一、實驗原理一、實驗原理21mgh2mv打點計時器、紙帶、打點計時器、紙帶、復寫紙、重物、刻復寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺（帶度尺、鐵架臺（帶鐵夾）、學生電源鐵夾）、學生電源等。等。夾子夾子打點計時器打點計時器紙帶紙帶重物重物？鐵架臺鐵架臺二、實驗器材：二、實驗器材：h1.1.選擇重物選擇重物時，選輕一點的好還是重一點的時，選輕一點的好還是重一點的好？為什么？好？為什么？問題與討論問題與討論2.2.本實驗要不要本實驗要不要測量物體的質(zhì)量測量物體的質(zhì)

2、量？3.3.為什么紙帶上的前兩個點間的距離應接近為什么紙帶上的前兩個點間的距離應接近2mm2mm？h起始點起始點1.1.為進行為進行“驗證機械能守恒驗證機械能守恒”實驗，有下列器材可實驗，有下列器材可選用：鐵架臺、打點計時器、復寫紙、紙帶、秒表、選用：鐵架臺、打點計時器、復寫紙、紙帶、秒表、低壓直流電源、導線、電鍵、天平，其中不必要的低壓直流電源、導線、電鍵、天平，其中不必要的器材是器材是_;_;缺少的器缺少的器材材 。秒表、天平、低壓直流電源秒表、天平、低壓直流電源低壓交流電源、刻度尺、重物低壓交流電源、刻度尺、重物2.2.在在“驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律”的實驗中，需直接測的實驗

3、中，需直接測量的物理量是（量的物理量是（ ）A A重物的質(zhì)量重物的質(zhì)量B B重力加速度重力加速度C C重物下落的高度重物下落的高度D D與下落高度對應的重物的瞬時速度與下落高度對應的重物的瞬時速度C C3.3.在用自由落體運動驗證機械能守恒定律的實驗中，在用自由落體運動驗證機械能守恒定律的實驗中，甲、乙兩條實驗紙帶，應選甲、乙兩條實驗紙帶，應選_紙帶紙帶為好（圖）為好（圖）甲甲4.4.在驗證機械能守恒定律時，如果以在驗證機械能守恒定律時，如果以v v2 22 2為縱軸，為縱軸，以以h h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線應為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線應是是 ，才能驗證機械能守恒定律，才能驗證機械

4、能守恒定律，其斜率等于其斜率等于 的數(shù)值。的數(shù)值。通過原點的直線通過原點的直線0hv 21 12 2g g 5. 5. 在在“驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律”的實驗中，自由下落的重物質(zhì)量的實驗中，自由下落的重物質(zhì)量為為1 kg1 kg，如圖所示，單位是，如圖所示，單位是cmcm，g g取取9.8 m/s9.8 m/s2 2，O O、A A之間有幾個計數(shù)之間有幾個計數(shù)點沒畫點沒畫O O點是重物開始下落時打點是重物開始下落時打出的第出的第1 1個點個點(1)(1)從起點從起點O O到打下計數(shù)點到打下計數(shù)點B B的過程中的過程中重力勢能的減少量重力勢能的減少量E Ep p_，此過程中物體動能的

5、增加量此過程中物體動能的增加量E Ek k_._.(2)(2)如果以為縱軸，以下降高度如果以為縱軸，以下降高度h h為橫軸，根據(jù)多組數(shù)為橫軸，根據(jù)多組數(shù)據(jù)繪出據(jù)繪出h h的圖象，這個圖象應該是的圖象，這個圖象應該是_ 0.491 J 0.480 J 過原點的傾斜直線過原點的傾斜直線 1.1.實驗方法：驗證自由落體運動中機械能守恒實驗方法：驗證自由落體運動中機械能守恒 2.2.要注意的問題、實驗的誤差來源要注意的問題、實驗的誤差來源3.3.速度的測量：做勻變速運動的紙帶上某點的瞬時速度的測量：做勻變速運動的紙帶上某點的瞬時速度，等于相鄰兩點間的平均速度速度，等于相鄰兩點間的平均速度6.6.為了驗

6、證物體在自由下落過程中機械能是守恒為了驗證物體在自由下落過程中機械能是守恒的，將的，將m=0.5kgm=0.5kg的重物系上一紙帶，得到如圖所示的重物系上一紙帶，得到如圖所示的記錄紙帶，已知打點周期的記錄紙帶，已知打點周期T=0.02sT=0.02s（設(shè)當?shù)氐闹兀ㄔO(shè)當?shù)氐闹亓铀俣攘铀俣萭=9.8m/sg=9.8m/s2 2）計算打計算打A A、B B兩點時重物下落的速率兩點時重物下落的速率V VA A=_=_，V VB B=_=_以以A A、B B兩點為例，兩點為例，驗證機械能是否守恒驗證機械能是否守恒? ?E Ek k=_=_，mghmgh=_=_結(jié)論結(jié)論_1.5m/s1.5m/s2.1

7、m/s2.1m/s0.54J0.54J0.53J0.53J在誤差允許范圍內(nèi)機械能守恒在誤差允許范圍內(nèi)機械能守恒4.4.某次某次“驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律”的實驗中，用的實驗中，用6V6V、50Hz50Hz的打點計時器打出的一條無漏點的紙帶，如的打點計時器打出的一條無漏點的紙帶，如圖所示，圖所示，O O點為重錘下落的起點，選取的計數(shù)點點為重錘下落的起點，選取的計數(shù)點為為A A、B B、C C、D D，各計數(shù)點到，各計數(shù)點到O O點的長度已在圖上點的長度已在圖上標出，單位為毫米，重力加速度取標出，單位為毫米，重力加速度取9.8m/s9.8m/s2 2，若，若重錘質(zhì)量為重錘質(zhì)量為1kg1

8、kg。打點計時器打出打點計時器打出B B點時，重錘下落的速度點時，重錘下落的速度v vB B=_=_m/sm/s，重錘的動能，重錘的動能E EkBkB= = J J。從開始下落算起，打點計時器打從開始下落算起，打點計時器打B B點時，重錘的點時，重錘的重力勢能減小量為重力勢能減小量為 J J。根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘從靜止開始到打出錘從靜止開始到打出B B點的過程中，得到的結(jié)論點的過程中，得到的結(jié)論是是 。1.1751.1750.690.690.690.69機械能守恒機械能守恒2.2.在在“驗證機械能的轉(zhuǎn)化和守恒驗證機械能的轉(zhuǎn)化和守

9、恒”的實驗中，已知打點計的實驗中，已知打點計時器所用的電源的頻率為時器所用的電源的頻率為50Hz50Hz，查得當?shù)刂亓铀俣葹椋榈卯數(shù)刂亓铀俣葹間=9.8m/sg=9.8m/s2 2, ,測得所用的重物的質(zhì)量為測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg1.00kg。實驗中得到。實驗中得到一條如圖所示點跡清晰的紙帶，把第一個點記作一條如圖所示點跡清晰的紙帶，把第一個點記作O O，另選，另選連續(xù)的連續(xù)的4 4個點個點A A、B B、C C、D D作為測量的點，經(jīng)測量知道作為測量的點，經(jīng)測量知道A A、B B、C C、D D各點到各點到O O點的距離分別為點的距離分別為62.99cm62.99cm、70.18cm70.18cm、77.76cm77.76