第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律实验六验证机械能守恒定律实验六验证机械能守恒定律一、一、实验目的目的验证机械能守恒定律机械能守恒定律二、二、实验原理原理通通过实验，求出做自由落体运，求出做自由落体运动物体的重力物体的重力势能的减少量和能的减少量和相相应过程程动能的增加量，若二者相等，能的增加量，若二者相等，说明机械能守恒，从明机械能守恒，从而而验证机械能守恒定律机械能守恒定律三、三、实验器材器材打点打点计时器、器、电源、源、纸带、复写、复写纸、重物、刻度尺、重物、刻度尺、铁架台架台(带铁夹)、导线两根两根四、四、实验步步骤1安装置：安装置：按按实验原理原理图将将检查、调整好的打点整好的打点计时器器竖直直固定在固定在铁架台上，接好架台上，接好电路路2打打纸带：将将纸带的一端用的一端用夹子固定在重物上，另一端穿子固定在重物上，另一端穿过打点打点计时器的限位孔用手提着器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打使重物静止在靠近打 点点计时器的地方先接通器的地方先接通电源，后松开源，后松开纸带，让重物重物带着着 纸带自自由下落更由下落更换纸带重复做重复做3次次5次次实验五、五、实验结论在在误差允差允许的范的范围内，自由落体运内，自由落体运动过程机械能守恒程机械能守恒.二、二、误差分析差分析1测量量误差差：减小：减小测量量误差的方法，一是差的方法，一是测下落距离下落距离时都从都从0点量起，一次将各打点点量起，一次将各打点对应下落高度下落高度测量完，二是多量完，二是多测几次几次取平均取平均值三、注意事三、注意事项1打打点点计时器器要要竖直直：安安装装打打点点计时器器时要要竖直直架架稳，使使其其两限位孔在同一两限位孔在同一竖直平面内，以减少摩擦阻力直平面内，以减少摩擦阻力2重物重物应选用用质量大、体量大、体积小、密度大的材料小、密度大的材料考点一考点一 对实验原理和原理和误差分析的考差分析的考查考点二考点二 对实验数据数据处理的考理的考查 考点一考点一对实验原理和原理和误差分析的考差分析的考查 (2015河北邯河北邯郸摸底摸底)某同学安装如某同学安装如图甲的甲的实验装置装置验证机械能守恒定律机械能守恒定律(1)此此实验中，中，应当是当是让重物做重物做_运运动，_(填填“需要需要”或或“不需要不需要”)测出重物的出重物的质量量(2)打点打点计时器所用交流器所用交流电的的频率率为50 Hz，该同同 学学选取如取如图乙所示的一段乙所示的一段纸带，对BD段段进行研究求得行研究求得B点点对应的速度的速度vB_m/s(保留两位有效数字保留两位有效数字)，若再求得，若再求得D点点对应的的速度速度为vD，测出重物下落的高度出重物下落的高度为hBD，则还应计算算_与与_大小是否相等大小是否相等(填字母表达式填字母表达式).自由落体自由落体不需要不需要0.19ghBD(3)但但该同学在上述同学在上述实验过程中存在明程中存在明显的的问题安装安装实验装置装置时存在的存在的问题是是_;研究研究纸带时存在的存在的问题是是_，实验误差可能差可能较大大重物会落在桌面上重物会落在桌面上(或或“纸带打点打点过短短”等与此等与此类似的答案似的答案)B、D两点两点间时间间隔隔过短短 用如用如图甲所示的甲所示的实验装置装置验证m1、m2组成的系成的系统机械能守恒机械能守恒m2从高从高处由由静止开始下落，静止开始下落，m1上拖着的上拖着的纸带打出一打出一系列的点，系列的点，对纸带上的点迹上的点迹进行行测量，量，即可即可验证机械能守恒定律如机械能守恒定律如图乙乙给出出的是的是实验中中获取的一条取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相是打下的第一个点，每相邻两两计数点数点间还有有4个点个点(图中未中未标出出)，计数点数点间的的 距距 离如离如 图 所所 示已知示已知m150 g、m2150 g，则：(结果均保留两位有效数果均保留两位有效数字字)考点二考点二对实验数据数据处理的考理的考查乙乙2.40.580.609.71物体的速度可以用光物体的速度可以用光电计时器器测量，消除量，消除纸带与限位孔与限位孔的摩擦阻力的摩擦阻力带来的来的误差差2用用频闪照相照相进行行验证，消除，消除纸带受到的阻力受到的阻力3利用气利用气 垫导轨 来来设计该实验，以减小由于摩，以减小由于摩 擦擦 带来的来的误差差 某同学利用透明直尺和光某同学利用透明直尺和光电计时器来器来验证机械能守恒机械能守恒定律，定律，实验的的简易示意易示意图如下，当有不透光的物体从光如下，当有不透光的物体从光电门间通通过时，光，光电计时器就可以器就可以显示物体的示物体的挡光光时间极短极短时间内平均速度近似等于瞬内平均速度近似等于瞬时速度速度4.224.02M(2)请将表格中数据填写完整将表格中数据填写完整(3)通通过实验得出的得出的结论是：是：_.(4)根据根据该实验请你判断下列你判断下列Ekh图象中正确的是象中正确的是_在在误差范差范围内重力内重力势能减少量等于能减少量等于动能的增加量能的增加量C点点评该实验的的创新之新之处：其一，：其一，实验器材的器材的变更：重更：重 锤 改用直尺，打点改用直尺，打点计时器改用光器改用光电计时器其二，数据器其二，数据处理方理方法的改法的改进，用，用计算机算机处理理实验数据，数据，优点是消除了因摩擦造点是消除了因摩擦造成的成的误差，提高了速度差，提高了速度测量的精度，数据量的精度，数据处理更加快捷理更加快捷