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1、59试验：验证机械能守恒定律 5.9试验：验证机械能守恒定律 学习目标: 1. 学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。2. 进一步娴熟把握应用计时器打纸带讨论物体运动的方法。学习重点: 1. 验证机械能守恒定律的试验原理和步骤。2. 验证机械能守恒定律试验的留意事项。学习难点: 验证机械能守恒定律试验的留意事项。主要内容:一、试验原理 物体在自由下落过程中，重力势能削减，动能增加。假如忽视空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的削减等于动能的增加。设物体的质量为m，借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v；进而求得重力势能的削减量ep=mv2；
2、比较ep和ek，若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。 测定第n点的瞬时速度vn：依据“物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度”，用公式vn=（hn+1-hn-1）/2t计算(t为打下相邻两点的时间间隔)。二、试验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)，沟通电源，纸带(复写纸片)，重物(带纸带夹子)，导线，刻度尺，铁架台(带夹子)。 三、试验步骤(1)按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的沟通电源上(电火花计时器要接到220 v沟通电源上，电磁打点计时器要接到4 v6 v的沟通低压电源上)。(2)将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一
3、端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。(3)接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。(4)换几条纸带，重做上面的试验。(5)从几条打上了点的纸带上选择第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清楚的纸带进行测量。(6)在选择出的纸带上，先登记打第一个点的位置0(或a)，再任意选取几个点1、2、3(或b、c、d)等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。(7)用公式vn=（hn+1-hn-1）/2t计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。(8)计算出各点对应的势能削减量mvn2的值，进行比较，得出结论。四、试验记录 五
4、、试验结论 在只有重力做功的状况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。 六、试验留意事项(1)计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要坚固、稳定。重物下落时它不振动；放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同，以减小纸带运动时与限位孔的摩擦(可用手提住固定好重物的纸带上端，上下拉动纸带，查找一个手感阻力最小的位置)。(2)打点前的纸带必需平直，不要卷曲，否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上，从而增大了阻力，导致试验误差过大。(3)接通电源前，提纸带的手必需拿稳纸带，并使纸带保持竖直，然后接通电源，待计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落，以保证第一个点迹是一个清楚的小点。(4)对重物的要求：选用密度大、质量大些的物体，以减小运动中阻力的影响(使重力远大于阻力)。 共3页，当前第1页123