（新课标）高考物理 2.8 实验：验证机械能守恒定律学案-人教版高三全册物理学案

2.8 实验：验证机械能守恒定律一、实验目的1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。2.掌握利用自由落体运动验证机械能守恒定律的原理和方法。二、实验原理让物体自由下落，忽略阻力情况下物体的机械能守恒，有两种方案验证物体的机械能守恒：方案一：以物体自由下落的位置 O 为起始点，测出物体下落高度 h 时的速度大小 v，若 mv2＝mgh 成立，则可验证物体的机械能守恒。方案二：测出物体下落高度 h 过程的初、末时刻的速度 v1、v2，v1、v2的计算方法可根据 vn＝v＝求出。若关系式 mv－mv＝mgh 成立，则物体的机械能守恒。三、实验器材铁架台(带铁夹)、打点计时器、重锤(带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源。四、实验步骤1.安装置：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。2.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。3.选纸带：选取点迹较为清晰且开始的两点间距离约为 2__mm 的纸带，把纸带上打出的第一个点作为起始点，记作 O，在距离 O 点较远处再依次选出计数点 1、2、3……4.测距离：用刻度尺测出 O 点到 1、2、3……的距离，即为对应下落的高度 h1、h2、h3……五、数据处理1.计算各点对应的瞬时速度：记下第 1 个点的位置 O，在纸带上从离 O 点适当距离开始选取几个计数点 1、2、3……并测量出各计数点到 O 点的距离 h1、h2、h3……再根据公式 vn＝，计算出 1、2、3、4、……n 点的瞬时速度 v1、v2、v3、v4……vn。2.机械能守恒验证方法一：利用起始点和第 n 点。从起始点到第 n 个计数点，重力势能减少量为 mghn，动能增加量为 mv，计算 ghn和 v，如果在实验误差允许的范围内 ghn＝v，则机械能守恒定律得到验证。方法二：任取两点 A、B。从 A 点到 B 点，重力势能减少量为 mghA－mghB，动能增加量为 mv－mv，计算 ghAB和 v－v，如果在实验误差允许的范围内 ghAB＝v － v ，则机械能守恒定律得到验证。方法三：图象法。计算各计数点 v2，以 v2为纵轴，以各计数点到第一个点的距离 h 为横轴，根据实验数据绘出 v2－h 图线。若在误差许可的范围内图象是一条过原点且斜率为 g 的直线，则验证了机械能守恒定律。六、误差分析1.在进行长度测量时，测量及...