5．实验：验证机械能守恒定律【学习素养·明目标】 物理观念：1.验证机械能守恒定律.2.熟悉瞬时速度的测量方法．科学探究：1.能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论，能定性地分析产生误差的原因.2.掌握实验的操作方法，培养学生的动手能力．一、实验原理 让物体自由下落，在忽略阻力的情况下，探究物体的机械能守恒，有两种方案探究物体的机械能守恒：1．以物体下落的起始点 O 为基准，测出物体下落高度 h 时的速度大小 v，若 mv2＝mgh成立，则可验证物体的机械能守恒．2．测出物体下落高度 h 过程的初、末时刻的速度 v1、v2，若关系式 mv － mv ＝mgh 成立，则物体的机械能守恒．二、实验器材铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、低压交流电源(4～6 V)、重物、毫米刻度尺、纸带(带夹子)、复写纸片、导线．三、实验步骤1．安装置：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：选取点迹较为清晰且 1、2 两点间的距离约为 2 mm 的纸带，把纸带上打出的两点间的距离为 2 mm 的第一个点作为起始点，记作 O，在距离 O 点较远处再依次选出计数点 1、2、3…4 ． 测 距 离 ： 用 刻 度 尺 测 出 O 点 到 1 、 2 、 3… 的 距 离 ， 即 为 对 应 下 落 的 高 度h1、h2、h3…四、数据处理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、…、n，并测量出各计数点到 O 点的距离 h1、h2、h3、…、hn，再根据公式 vn＝，计算出 1、2、3、4、…、n 点的瞬时速度 v1、v2、v3、v4、…、vn.2．机械能守恒定律的验证：方法一：利用起始点和第 n 点．从起始点到第 n 个计数点，重力势能减少量为 mghn，动能增加量为 mv，计算 ghn和 v，如果在实验误差允许的范围内 ghn＝v，则机械能守恒定律得到验证．方法二：任取两点 A、B.从 A 点到 B 点，重力势能减少量为 mghA－mghB，动能增加量为 mv－mv，计算 ghAB和 v－v，如果在实验误差允许的范围内 ghAB＝v － v ，则机械能守恒定律得到验证．方法三：图象法．计算各计数点 v2，以 v2为纵轴，以各计数点到第一个...
