(完整版)验证机械能守恒定律

验证机械能守恒定律

1、原理：mgh=12mv 2

2、误差分析：△E P ＞△E k ，由于要克服纸带与打点计时器之间

的摩擦力及空气阻力做功。

3、数据处理：（1）作12

v 2—h 图像，图像斜率表示重力加速度g （2）通过纸带测量h ，并算出v ，验证mgh=12

mv 2 4、注意事项：

（1）实验器材：打点计时器（电磁10V 以下交流，电火花220V 交流）、学生电源、铁架台（包括铁夹）、纸带、附夹子的重锤、刻度尺、导线若干（不需要秒表，因为打点计时器本身就是计时仪器；不需要天平测质量，因为等式两边的m 可以约掉）

（2）实验前装置中纸带要竖直放置穿过限位孔，且重物靠近打点计时器

（3）重物选择体积小密度大的物体（如重锤）

（4）实验时先接通电源，后释放纸带

（5）取1、2两点间距接近2mm 的纸带测量（h=1/2gt 2=1/2×10×0.022=0.002m=2mm ，说明阻力小，接近于自由落体）

（6）实验结论：在实验误差允许的范围内机械能守恒

（7）误差分析：△E P ＞△E k ，由于要克服纸带与打点计时器之间的摩擦力及空气阻力做功 △E P ＜△E k ，计时起点的速度不为零（比如先释放纸带，再接通电源）

（8）数据处理：若纸带初始一段不清晰，可以从点迹清晰处开始取一段研究，则原理式变

为mg △h=12mv 22—12

mv 12 （9）注意有效数字（保留X 位有效数字；保留X 位小数）

1、如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置．

（1）若已知打点计时器的电源频率为50 Hz ，当地的重力加速度取g ＝9.80 m/s 2，重物质量为0.2 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，打P 点时，重物的速度为零，A 、B 、

C为另外3个连续点．根据图中的数据可知，重物由P点运动到B点，重力势能减少量ΔE p＝________J，动能的增加量ΔE k＝__________．(结果保留三位有效数字)

（2）若PB的距离用h表示，打B点时重物的速度为v B，理论上当两者间的关系式满足__________时，说明下落过程中重锤的机械能守恒(已知重力加速度为g)．

（3）实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是________．

A. 重物的质量过大

B. 重物的体积过小

C. 电源的电压偏低

D. 重物及纸带在下落时受到阻力

2、在用电火花计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带．已知打点计时器打点的时间间隔为0.02 s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为________s．用刻度尺量得OA＝1.50 cm、AB＝1.90 cm、BC＝2.30 cm、CD＝2.70 cm.由此可知，打C点时纸带的速度大小为________m/s.

（1）现有器材：打点计时器、学生电源、铁架台（包括铁夹）、纸带、附夹子的重锤、刻度尺、秒表、导线若干，其中此实验不需要使用的器材是．

（2）关于这一实验，下列说法中正确的是________．

A. 打点计时器应接直流电源

B. 应先释放纸带，后接通电源打点

C. 需使用秒表测出重物下落的时间

D. 选定重物后，一定要称出它的质量

E. 重物应选用密度小的物体

F. 应选择体积大、质量小的重物

G. 释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直

H. 重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直

I. 重物增加的动能略小于其减少的重力势能

J. 可用公式v＝gt计算重物的速度

K. 可用公式v＝2gh计算重物的速度

L. 安装纸带时，应将纸带置于复写纸的下方

M. 测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度