1、專題復(fù)習(xí) 物理學(xué)生實(shí)驗(yàn)（六）,平江縣第三中學(xué) 鄭擁民,版權(quán)所有 翻錄必究,驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,一、實(shí)驗(yàn)原理 二、實(shí)驗(yàn)器材 三、實(shí)驗(yàn)步驟 四、注意事項(xiàng) 五、例題與練習(xí),【實(shí)驗(yàn)原理】,在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中,物體的動(dòng)能向勢(shì)能轉(zhuǎn)化但機(jī)械能守恒. 設(shè)物體 的質(zhì)量為m,從靜止開(kāi)始下落,下落高度為h時(shí)速度 為v,則應(yīng)有: mv2 = mgh . 由此可知,只要測(cè)出下落高度h和相應(yīng)的瞬時(shí)速度 v,再利用當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g的值,即可對(duì)mv2和mgh進(jìn)行比較,若相等,則機(jī)械能得以驗(yàn)證.很明顯,物體質(zhì)量m的具體值不需測(cè)定.,重錘,燒瓶夾,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,紙帶,鐵架臺(tái),夾子,實(shí)驗(yàn)器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶，夾子，

2、重錘，米尺，鐵架臺(tái)，燒瓶夾、低壓交流電源、導(dǎo)線。,【實(shí)驗(yàn)器材 】,【實(shí)驗(yàn)步驟】,1、把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在置于桌邊的鐵架臺(tái)上，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與電源連接好。,2、將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，并把紙帶的一端固定在重錘上，使重錘?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近。,3、先接通電源，后松手讓重錘帶著紙帶自由下落。,4、重復(fù)幾次，得到35條紙帶。,【實(shí)驗(yàn)步驟】,5、 在打好點(diǎn)的紙帶中挑選“點(diǎn)跡清楚且第一、二兩點(diǎn)間距離約為2mm”的一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上O，在選5個(gè)連續(xù)的點(diǎn)一次標(biāo)上1、2、3，用刻度尺依次測(cè)出下落高度h1、h2、h3。,6、計(jì)算出個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v1、v2、v3。,7、計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減少量mgh，以及

3、增加的動(dòng)能mv2/2，并進(jìn)行比較。,6、實(shí)際上重物和紙帶下落過(guò)中要克服阻力做功， 所以動(dòng)能的增加量要 勢(shì)能的減少量。,1、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩限位孔必須在 ， 以減少摩檫阻力。,2、實(shí)驗(yàn)時(shí)必須先 ，然后松開(kāi)紙帶讓重 錘下落。,4、測(cè)量下落高度時(shí)，必須從 算起。選取 的各計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)些。,5、實(shí)驗(yàn)中因不需要知道動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值， 故不需測(cè) 。,注 意 事 項(xiàng),同一豎直線上,接通電源,接近2mm,起始點(diǎn),物體的質(zhì)量m,小于,例題1,在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖,其中O是起始點(diǎn),A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn).該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的

4、距離,并記錄在圖中(單位cm).,這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是_ ,應(yīng)記作_cm.,OC,15.70,例題1,該同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作為跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的即時(shí)速度,則該段重錘重力勢(shì)能的減少量為_(kāi),而動(dòng)能的增加量為_(kāi),(均保留3位有效數(shù)字,重錘質(zhì)量用m表示).這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量_動(dòng)能的增加量,原因是:,1.20m,1.22m,大于,v是實(shí)際速度，因?yàn)橛心Σ辽鸁?，減少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,例題2,（3）如果所打的紙帶，前幾個(gè)點(diǎn)不清晰，其它點(diǎn)清晰，試說(shuō)明用這樣的紙帶怎樣驗(yàn)證機(jī)械能

5、守恒定律。,在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中： （1）除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電源、重錘、紙帶以外，在下面的測(cè)量?jī)x器中，必需使用的是_。 A、天平 B、彈簧秤 C、刻度尺 D、秒表,在紙帶上選取A、B兩點(diǎn)，測(cè)出 計(jì)算出重力勢(shì)能的減小量，求出 計(jì)算動(dòng)能的增加量，在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證：,C,實(shí)驗(yàn)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?例題3,用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種。重錘從高處由靜止開(kāi)始落下，重錘上拖著的紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)的痕跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟： A按照?qǐng)D示的裝置安裝器件； B將打點(diǎn)計(jì)時(shí)

6、器接到電源的直流輸出端上； C用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量； D釋放懸掛紙帶的夾子，同時(shí)接通電源開(kāi)關(guān)打出一條紙帶； E測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離； F根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能。 指出其中沒(méi)有必要進(jìn)行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E，將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在下面的空行內(nèi)，并說(shuō)明其原因。,步驟B是錯(cuò)誤的。應(yīng)該接到電源的交流輸出端。,步驟C不必要，因?yàn)楦鶕?jù)測(cè)量原理，重錘的動(dòng)能和勢(shì)能中都包含了質(zhì)量m，可以約去。,步驟D是錯(cuò)誤的，應(yīng)該先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶。,列車進(jìn)站時(shí)，利用上坡使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，減少因?yàn)閯x車而損耗的機(jī)械能；列車出站時(shí)利用下坡把儲(chǔ)存的重力勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，起到節(jié)能作用。,隨著人類能源消耗的迅速