实验：验证机械能守恒定律 教材分析这一节将通过实验来研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，从而验证机械能守恒定律.（一）实验方法与原理所用装置如图 5－9－1.图 5－9－1 验证机械能守恒定律重物的质量用天平测出，纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到重物下落过程中势能的变化.重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出，这样也就知道了它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能.比较重物在某两点间的动能变化与势能变化，就能验证机械能是否守恒.（二）速度的测量我们学过了匀变速运动的规律，并且已经知道自由落体的运动是匀变速运动，就可以用一个更简单、更准确的方法测量重物下落时的瞬时速度了.图 5－9－2 B 点的瞬时速度等于A、C 之间的平均速度如图 5－9－2 所示，A、B、C 是纸带上相邻的三个点，由于已经知道纸带以加速度 a 做匀加速运动，所以 A、C 两点的距离可以表示为x=vA(2Δt)+a(2Δt)2式中“2Δt”是 A、C 两点的时间间隔.这样，A、C 之间的平均速度可以写成AC==vA+aΔt另一方面 vB=vA+aΔt所以 vB=AC这表明：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度.（三）实验器材铁架台（带铁夹）、打点计时器、重锤（带纸带夹子）、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、学生电源.（四）实验步骤：略（五）注意事项1.打点计时器安装要稳固，并使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力.2.实验中，需保持提纸带的手不动，待接通电源，打点计时器工作稳定后才松开纸带让重物下落.3.过程开始和终结位置的选择实验用的纸带一般小于 1 m.从起始点开始大约能打出 20 个点.终结位置的点可选择倒数用心 爱心 专心第一个点或倒数第二个点，从这一个点向前数 4~6 个点当作开始的点，可以减小这两个点瞬时速度及两点之间的距离（高度 h）的测量误差.4.实验中不需要测出物体的质量 m.5.某时刻瞬时速度的计算应用 vn=，不要用 vn=来计算.（六）数据记录与处理各打点123456下落高度hn/m速度 vn/m·s－1ΔEp/JΔEk/J结论（七）误差分析1.偶然误差：测量相关长度时带来的.减小的方法可多测几次取平均值.2.系统误差：实验过程中要克服阻力（主要是打点计时器的阻力）做功，故动能的增加量ΔEk必定稍小于势能的减少量 ΔEp，这属于系统误差.用心 爱心 专心
