人教版高一物理必修 1 备课资料 9《实验：验证机械能守恒定律》一、“验证机械能守恒定律” 如图所示,用长约 0.5 m 的细线拴住铁球做成摆,细线的上端固定,在悬点的正下方 D 处放一刮脸刀片,刀片平面取水平方向,刀刃应与摆线的运动方向斜交而不要垂直,见俯视图,这样才能迅速把线割断.仔细调整刀刃的位置,使之恰好能在球摆到最低点时把线割断,割断处应尽量靠近摆球.在水平地面上放一张白纸,上面再放一张复写纸. 实验时,用天平测出小球的质量为 m.将摆球偏离平衡位置 B,测出小球点在点 A 处相对于B 点的高度 h1.释放摆球,当摆球经过平衡位置时,摆线被割断,小球即做平抛运动,落地后在白纸和复写纸上打下落点的痕迹,测出射程 l 和抛出点离地面的高度 h2.则小球在 B 点时的速度为:vb=.(平抛运动规律同学们在第六章中学习 )摆球在 A 点相对于 B 点的势能为Ep=mgh1,在 B 点时的动能为 Ek=.比较 Ep和 Ek,进而得出机械能守恒的结论.将小球从 A′位置释放,重做实验.请你动手试一试,相信你会有许多收获!二、如何做好“验证机械能守恒定律”实验 成功地做好此实验的关键有多个方面,其中最关键的一点就是稳固、竖直地安装铁架台和打点计时器,保证重物的下落为自由落体运动,使纸带与打点计时器之间的摩擦力尽量减小. 现行物理教科书上的实验装置在实验中有些不实用,应该进行创新式的改进设计.这是因为:① 计时器本身的重力以及纸带对计时器的摩擦力均会产生一个使计时器转动的力矩,难以保证重物下落时计时器本身的稳固性.② 由于计时器的安装偏高,如图甲所示,手提纸带上端时操作困难,一般来说,实验桌高约 80 cm,铁架台杆高约 60 cm,即便安在杆高的处,再加纸带的标准长度为 82 cm,手提纸带上端时的高度约为 80 cm+40 cm+82 cm=202 cm,显然此高度会使实验操作困难. 如何改进才能更成功呢? 改进方法：如图乙所示,降低计时器位置,并让计时器底侧靠在铁架台的底板上,使打点计时器的安装方便、牢固,这样一来虽然纸带的利用率降低,但其有效长度的利用仍然是足够的.
