学案 9实验：验证机械能守恒定律[目标定位 ] 1.验证机械能守恒定律.2.熟悉瞬时速度的测量方法.3.能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论，能定性地分析产生误差的原因. 一、实验原理1.在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能减少，动能增加，如果重力势能的减少量等于动能的增加量，就验证了机械能守恒定律. 2.两种验证方案(1)若以重物下落的起始点O 为基准，设重物的质量为m，测出重物自起始点O 下落距离h时的速度 v，则在误差允许范围内，由计算得出12mv2＝mgh，机械能守恒定律即被验证. (2)若以重物下落过程中的某一点A 为基准， 设重物的质量为m，测出重物对应于A 点的速度v A，再测出重物由A 点下落 Δh 后经过 B 点的速度 vB，则在误差允许范围内，由计算得出 12mv2B－12mv2A＝mgΔh，机械能守恒定律即被验证. 二、实验器材铁架台 (带铁夹 )、电火花计时器、重物(带夹子 )、纸带、导线、 毫米刻度尺、交流电源(220 V). 三、实验步骤1.安装置：按图1 甲把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与电源连接好. 图 1 2.打纸带：在纸带的一端用夹子把重物固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近.先接通电源后放开纸带，让重物拉着纸带自由下落.重复几次，得到3～5 条打好点的纸带. 3.选纸带：从打好点的纸带中挑选点迹清晰且开始的两点间距接近2 mm 的一条纸带，在起始点标上 0，以后任取间隔相同时间的点依次标上1、2、3⋯⋯ . 4.测距离：用刻度尺测出0 到 1、2、3⋯⋯的距离，即为对应下落的高度h1、 h2、 h3⋯⋯ . 四、数据处理1.计算各点对应的瞬时速度：根据公式vn＝hn＋1－hn－12T，计算出1、2、3、⋯⋯、 n 点的瞬时速度 v1、v2、v3、⋯⋯、 v n. 2.机械能守恒验证：方法一：利用起始点和第n 点. 从起始点到第n 个计数点，重力势能减少量为mghn，动能增加量为 12mv2n，计算 ghn 和12v2n，如果在实验误差允许范围内ghn＝ 12v2n，则机械能守恒定律得到验证. 方法二：任取两点A、B. 从 A 点到 B 点，重力势能减少量为mghAB＝mghA－mghB，动能增加量为12mv2B－12mv2A，计算ghAB 和12v2B－12v2A，如果在实验误差允许范围内ghAB＝12v2B－12v2A，则机械能守恒定律得到验证. 方法三：图像法. 计算各计数点 12v2 的值，以 12v2 为纵轴，以各计数点到第一个点的距离h 为横轴，根据实验数据绘出 12v2－h ...
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