实验六：验证机械能守恒定律1．实验目的：验证机械能守恒定律．故只需借助打点计时器，通过纸带测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒．测定第n点的瞬时速度的方法：测出第n点相邻的前、后2．实验原理：自由落体运动中物体机械能守恒，mgh＝12mv2.图S6－13．实验器材：铁架台(带铁夹)、打点计时器、重锤(带纸带夹子)、纸带若干、复写纸片、导线、直尺和学生电源．两段相等时间T内下落的距离sn和sn＋1，则vn＝sn＋sn＋12T＝dn＋1－dn－12T(如图S6－1所示).4．实验步骤图S6－2(1)按图S6－2把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好．(2)把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近.(3)先接通电源，然后松手让重锤带着纸带自由下落．(4)重复几次，得到3～5条打好点的纸带．(5)在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起点标上O，以后各点依次标上1、2、3、4、…用刻度尺测出对应的下落高度h1、h2、h3、h4、…(6)应用公式vn＝hn＋1－hn－12T计算各点对应的瞬时速度v1、v2、v3、…行比较．5．注意事项(1)实验中打点计时器的安装．两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减小摩擦阻力．(2)实验时，必须先接通电源，让打点计时器工作正常后才松手让重锤下落．(3)打点计时器必须接交流电源．(4)重锤应选质量较大的，从而使重力远大于下落过程中所受的阻力，减小实验误差．(7)计算各点对应的势能减少量mghn和动能增加量12mv2n进(5)选用纸带时应尽量挑第一、二点间距离接近2mm的纸带．(6)计算下落高度时，都必须从起始点算起，不能搞错．为了减小测量h的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些，但纸带也不宜过长，有效长度可在60～80cm内．(7)因为实验要求第一个点对应重锤开始下落的时刻，这就要尽量使该点是清晰小点，为此提起纸带的手要保持不动，待接通电源，打点计时器正常工作后再松开纸带．(8)实验中，只要验证gh是否等于v22即可，不用测重锤的质量．【跟踪训练】1．(2010年新课标卷)图S6－3为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．回答下列问题：AD(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_____(填入正确选项前的字母)．A．米尺B．秒表C．0～12V的直流电源D．0～12V的交流电源(2)实验中误差产生的原因有_____________________________________________________________________________________________(写出两个原因)．图S6－3纸带与打点计时器之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差2．(2010年广州二模)用如图S6－4所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验．打点计时器的打点周期为T，重锤的质量为m，重力加速度为g.图S6－4(1)完成下面部分实验步骤的相关内容：A．按图示的装置安装器件．B．将打点计时器接到____________(填“直流”或“交流”)电源上．C．先_________________________，再______________，让重锤拖着纸带从高处自由下落．D．……(2)图S6－5是实验打出的纸带，O是速度为零的点，A、B、C是从合适位置选取的三个连续点(其他点未画出)，量得d1、d2、d3.取图中O和______(填“A”、“B”或“C”)点来验证机械能守恒定律比较简捷方便，打点计时器打下该点时重锤的动能Ek＝______________.图S6－5解析：打点计时器应接低压交流电源．打点计时器刚接通电源时打点还不稳定，所以操作时，先接通打点计时器的电源再释放纸带．从图上数据来看B点的瞬时速度可求，所以取OB答案：(1)交流接通打点计时器的电源释放纸带段来验证机械能守恒定律．ΔEk＝12mv2B，而vB＝d3－d12T，所以ΔEk＝d3－d128T2m.题型1实验原理和操作【例1】关于“验证机械能守恒定律”实验，下面列出一些实验步骤：A．用天平称出重物和夹子的质量B．将重物系在夹子上C．将纸带穿过打点计时器，上端用手提着，下端夹在系有重物的夹子上，再把纸带向上拉，让夹子静止靠近打点计时器处D．把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出电压调至6V(电源暂不接通)E．把打点计时器用铁...
