第 21 讲 实验：验证机械能守恒定律考点 1 实验原理的理解 验证思路是比较 mgh 与212 mv 的数量关系，操作上只需比较 gh 是否等于212 v 即可。 1．实验目的 学会用打点计时器验证机械能守恒定律的实验方法和技能。 2．实验原理 在物体自由下落的过程中，只有重力对物体做功，遵守机械能守恒定律，即重力势能的减少量等于动能的增加量．利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度 h，计算出即时速度 v，便可验证物体重力势能的减少量△Ep＝mgh 与物体的动能增加量 ΔEk＝mv2/2是否相等，即验证 gh 是否等于 v2/2． 3．实验器材 铁架台(带铁夹)、打点计时器、重锤(带纸带夹子)、纸带几条、复写纸、导线、直尺、学生电源．若以重物下落过程中的某一点 A 为基准，设重物的质量为 m，测出物体对应于 A 点的速度 vA，再测出物体由 A 点下落△h 后经过 B 点的速度 vB，则在误差允许范围内，由计算得出221()2BAm vvmg h，机械能守恒定律即被验证． 【考题 1】要确定物体的动能，需测出物体下落一定高度时的速度。根据已学过的知识，可有三种方法：(1) nnghv2；(2) nngtv ；(3) Thhvnnn211 ． 你认为应选择哪种方法求解瞬时速度?请说明理由． 【解析】第(1)种方法是根据机械能守恒定律221 mvmgh 得到的，而我们的目的是验证机械能守恒定律，显然不能用，根据这一定律得到的结论再去验证之，因而不可取。 第(2)种方法认为加速度为 g，实际上，若物体的运动加速度为 g，则物体的加速度必定守恒，故也同样犯了用机械能守恒去验证机械能守恒的错误。并且，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际下落加速度必将小于 g，而下落高度 h 是直接测量的，这样将得到机械能增加的结论，有阻力作用机械能应是减小的，故这种方法也不能用。 总之，本实验中速度看似有很多方法求得，但正确的只有一种，即从纸带上宜接求出物体实际下落的速度，而不能用理论值计算，同样的道理，重物下落的高度 h 也只能用刻度尺直接测量，而不能用221 gth 或gvh22计算得到。 【变式 1—1】在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中要用工具测量的有( )，通过计算得到的有( )．A. 重锤的质量 B．重力加速度 C．重锤下落的高度 D．与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度考点 2 实验步骤的规范操作安装好实验器材后，务必先接通电源再释放纸带。 (1)按图 22—1 把电火花计时器安...
