实验学案 25 验证机械能守恒定律实验目的利用自由落体运动验证在只有重力作用情况下的物体机械能守恒．实验原理1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的________保持不变．若物体某时刻的瞬时速度为 v，下落高度为 h，则重力势能的减少量为______，动能的增加量为____________，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律．2．计算打第 n 个点时速度的方法：测出第 n 个点与相邻前后点间的距离 xn和 xn＋1，由公式 vn＝________________或 vn＝算出，如图 1 所示．图 1实验器材铁架台(含铁夹)，打点计时器，__________，纸带，复写纸，导线，____________，重物(带纸带夹)．实验步骤图 21．安装、准备：按如图 2 装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好．把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在________________．2．打纸带：先__________，后__________，让重物带着纸带自由下落，这样计时器就在纸带上打下了一系列点，更换纸带重复上述步骤做 3～5 次实验．3．选纸带：分两种情况来说明(1)用 mv2＝mgh 来验证时，应选点迹清晰，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 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，应选择适当的点作为基准点，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．数据处理在起始点标上 0，在以后各点依次标上 1、2、3、……用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3、……利用公式 vn＝计算出点 1、点 2、点 3、……的瞬时速度 v1、v2、v3、……用以下三种方法进行验证：方法一：利用起始点和第 n 点计算．代入 ghn和 v，如果在实验误差允许的条件下 ghn＝v，则机械能守恒定律是正确的．方法二：任取两点计算．(1)任取两点 A、B 测出 hAB，算出 ghAB.(2)算出 v－v 的值．(3)若在实验误差允许的条件下 ghAB＝v－v，则机械能守恒定律是正确的．方法三：图象法．从纸带上选取多个点，测量从第一个点到其余各点的下落高度 h，并计算各点速度的平方 v2，然后以 v2为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据画出 v...
