第 1 课时 实验：探究动能与重力势能的转化和守恒 [学生用书 P25]一、实验目的探究机械能守恒定律．二、实验原理 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相互转化，但总的机械能保持不变．若物体某时刻的瞬时速度为 v，下落的高度为 h，则物体重力势能的减少量为mgh，动能的增加量为 mv2，如果在实验误差允许的范围内，mgh＝mv2，即 gh＝就验证了机械能守恒定律．三、实验器材铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、低压交流电源(4～6 V)、重物、毫米刻度尺、纸带(带夹子)、复写纸片、导线．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有两点间的距离约为 2 mm 的纸带，把纸带上打出的两点间的距离为 2 mm 的第一个点作为起始点，记作 0，在距离 0 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 0 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．方法一：利用起始点和第 n 个点从起始点到第 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．2．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．3．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 图象．若在实验误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为 g 的直线，如图所示，则验证了机械能守恒定律．六、误差分析重物下落要克服阻力做功，因此减小的重力势能略大于增加的动能．七、注意事项1．尽量减小各种阻力的影响，采取的措施有(1)安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直，以减小摩擦阻力．(2)应选用质量和密度较大的重物，以减小阻力的影响．2．实验中，提纸带的手要保持不动，且保证纸带竖直．接通电源后，等打点计时器工作稳定再松开纸带...
