第 1 课时 实验：机械能的转化和守恒的实验探究一、实验目的1．会用打点计时器打下的纸带计算物体的运动速度和位移。2．探究自由落体运动物体的机械能守恒。二、实验原理让物体自由下落，在忽略阻力情况下，探究物体的机械能守恒，有两种方案探究物体的机械能守恒：(1)以物体下落的起始点 O 为基准，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。(2)测出物体下落高度 h 过程的初、末时刻的速度 v1、v2，若关系式 mv22－mv12＝mgh 成立，则物体的机械能守恒。三、实验器材铁架台(带铁夹)电磁打点计时器、低压交流电流(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 231 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。图 2312．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，然后再松开纸带，让重物带着纸带自由下落。更换纸带，按上述要求再重复做 3～5 次。3．选纸带：分两种情况：(1)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，纸带上第 1 个点对应的动能就不等于零。原理式 mgh＝mv2就不成立了。(2)用 mgΔh＝mvB2－mvA2验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，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。4．测距离：用毫米刻度尺测出 O 点到 1、2、3…各计数点的距离，求出重物对应于各点下落的高度 h1、h2、h3…并将各点对应的高度填入设计的表格中。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…再利用匀变速直线运动公式 vn＝，计算出 1、2、3、4…n 点的瞬时速度 v1、v2、v3、v4、…vn。2．实验验证：方法一：利用起始点 O 和 n 个计数点，分别计算出各点对应的重力势能和动能。设起始点 O 处的重力势能为零，则各计数点处的重力势能为－mghn，对应的动能为 mvn2，如果在实验误差允许的范围内 ghn＝vn2，则机械能守恒。方法二：任意选取两点 A、B，测...
