淮安市楚州区范集中学高一物理复习：7.9实验验证机械能守恒定律doc

学习目标:

1. 学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。

2. 进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。

学习重点: 1. 验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。

2. 验证机械能守恒定律实验的注意事项。

学习难点: 验证机械能守恒定律实验的注意事项。

主要内容:

一、实验原理

物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m，借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度

2v；进而求得重力势能的减少量│△Ep│=mgh和动能的增加量△EK=1/2mv；比较│△

Ep│和△EK，若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。

测定第n点的瞬时速度vn：依据“物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度”，用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算(T为打下相邻两点的时间间隔)。

二、实验器材

电火花计时器(或电磁打点计时器)，交流电源，纸带(复写纸片)，重物(带纸带夹子)，导线，刻度尺，铁架台(带夹子)。

三、实验步骤

(1)按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合

适的交流电源上(电火花计时器要接到220 V交流电源

上，电磁打点计时器要接到4 V～6 V的交流低压电源

上)。

(2)将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计

时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近

计时器的地方。

(3)接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸

带上打下一系列小点。

(4)换几条纸带，重做上面的实验。

(5)从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接

近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。

(6)在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置0(或A)，

再任意选取几个点1、2、3(或B、C、D)等，用刻度尺量出各

点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。

(7)用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、

v3等。

2(8)计算出各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn的

值，进行比较，得出结论。

四、实验记录