高考物理必考实验精细精讲：实验六　验证机械能守恒定律

实验六　验证机械能守恒定律 目录 课前预习·基础落实 课堂互动·考点突破 课前预习·基础落实 【实验目的】 验证机械能守恒定律。 【实验原理】 1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的机械能保持不变。若物体某时刻瞬时速度为v，下落高度为h，则重力势能的减少量为mgh，动能的增加量为mv2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律。 2．计算打第n个点速度的方法：测出第n个点与相邻前后点间的距离xn和xn＋1，由公式vn＝算出，如图实Ⅵ－1所示。或vn＝ 图实Ⅵ－1 【实验器材】 铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)。 【实验过程】 一、实验步骤 1．安装置：按图实Ⅵ－2所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。 2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。 更换纸带重复做3次～5次实验。 3．选纸带：分两种情况说明 (1)用＝mghn验证时，应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带。若1、2两点间的距离大于2 mm，这是由于先释放纸带、后接通电源造成的。这样，第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选。mv (2)用＝mgΔh验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否为2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用。mv－mv 二、数据处理 方法一：利用起始点和第n点计算，代入ghn和相等，则验证了机械能守恒定律。v，如果在实验误差允许的条件下，ghn和v 方法二：任取两点计算 (1)任取两点A、B，测出hAB，算出ghAB。 (2)算出的值。v－v (3)在实验误差允许的条件下，若ghAB＝，则验证了机械能守恒定律。v－v 方法三：图象法。从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以v2－h图线。若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律。v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出 【误差分析】 1．本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻