2012届高考物理一轮复习 5.9实验：验证机械能守恒定律学案VIP专享

第 9 课时 实验：验证机械能守恒定律基础知识归纳1.实验目的 验证机械能守恒定律 .2.实验器材铁架台(带铁夹)， 打点计时器 ，重锤(带纸带夹子)，纸带数条，复写纸片，导线，毫米刻度尺， 低压交流电源 .3.实验原理物体只在重力作用下做自由落体运动时，物体机械能守恒，即减少的重力势能等于增加的动能.如果物体下落高度 h 时速度为 v，则有 mv 2 /2 ＝ mgh .借助于打了点的纸带测出物体下降的高度 h 和对应的速度 v，即可验证物体自由下落时机械能是否守恒.测定第 n 点的瞬时速度的方法是：测出第 n 点前、后两段相等时间 T 内下落的距离 sn、sn＋1，由公式 vn＝Tssnn2)(1 求出，如图.4.实验步骤(1)在铁架台上安装好 打点计时器 ，用导线接好打点计时器与 低压交流电源 .(2)将纸带的一端固定在重锤的夹子上，另一端穿过打点计时器的 限位孔 ，用竖直提起的纸带使重锤靠在 打点计时器 附近.(3)先 接通电源 ，再 放开纸带 ，让重锤自由下落.(4)换上新纸带，重复实验几次，得到几条打好的纸带.(5)选择点迹清晰，且第一、二两点间距离接近 2 mm 的纸带，起始点标 O，依次确定几个计数点 1、2、3、…(6)用刻度尺测量下落高度 h1、h2、h3、…，计算各计数点对应的重锤的瞬时 速度 .(7)计算各计数点对应的势能减少量 mgh n和动能增加量2/2nmv，进行比较.重点难点突破一、注意事项1.实验中打点计时器的安装，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减小摩擦阻力.2.实验时，必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才松开纸带让重锤下落.3.打点计时器必须接 50 Hz 的低压交流电源.4.手提纸带上端时，注意不要晃动，可使手臂靠在某处，保证重物下落的初速度为零，并且纸带上打出的第一个 点是清晰的一个小点.5.为减小测量 h 值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点 远些.纸带也不宜 过长，约 40 cm 即可.6.本实验也可研究纸带上的第 4 点和后面的某点 n 之间机械能是否守恒.这时需验证 mghn4＝mv 2n－mv.这样做，可以避开第一点，至于第一点的点迹是否清晰，第 1、2 两点间的距离是否接近 2 mm 便无关紧要了.实验中的任何清晰的纸带都可以用来验证机械能是否守恒.二、误差分析1.本实验的误差主要来源于纸带数据的处理，及点与点测量的 读数上的误差和各种阻力产生的误差.还有必须先接通电源后放开纸带.2.实验上重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，所以动能的增加量要小于...