第九节 实验：验证机械能守恒定律预习导航情境导入课程目标1.理解实验的设计思路，明确实验中需要直接测量的物理量。2．知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的瞬时速度的方法。3．能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析得出实验结论。4．能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差。一、实验目的利用重物自由下落的现象验证机械能守恒定律。二、实验器材1．铁架台(带铁夹)；2．打点计时器；3．重锤(带纸带夹子)；4．纸带几条；5．复写纸片；6．导线；7．直尺；8．学生电源。三、实验原理在自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总机械能守恒。方法 1：若以重物下落的起始点 O 为基准，设重物的质量为 m，某一时刻物体下落的瞬时速度为 v，下落高度为 h，则应有 mgh＝mv2，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度 h和该时刻的瞬时速度 v，即可验证机械能是否守恒。方法 2：任意找两点 A、B，分别测出两点的速度大小 vA、vB以及两点之间的距离 Δh。若物体的机械能守恒，应有 ΔEp＝ΔEk。测定第 n 点的瞬时速度的方法是：测出第 n 点的前、后相邻的两段相等时间 T 内下落的距离 xn和 xn＋1，由公式 vn＝，或由 vn＝算出。四、实验步骤1．仪器安装：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(电源频率为 50 Hz)。12．打纸带和选纸带：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。选纸带，分两种情况说明：(1)应选点迹清晰的纸带，且 1、2 两点间距离小于或接近 2 mm 的纸带。若 1、2 两点间的距离大于 2 mm，这是由于先释放纸带，后接通电源造成的。这样，第 1 个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选。(2)用 mv－mv＝mgΔh 验证机械能守恒定律时，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。3．在起始点标上 0，在以后各点依次标上 1、2、3、…，用刻度尺测出对应的下落高度h1、h2、h3、…4．由公式 vn＝计算出各计数点的瞬时速度 v1、v2、v3、…、vn，再计算出相应的动能及动能的...
