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文档简介

,刘壮物理教学课件,7.9实验：验证机械能守恒定律,平遥二中刘壮,机械能守恒定律,在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。,实验装置,实验目的及原理,实验目的：验证机械能守恒定律实验原理：做自由落体运动的物体，只有重力作用机械能守恒，质量为m的物体自由下落高度为h时，速度为v,有：=122。借助电火花打点计时器打出的纸带，测出物体自由下落的高度为h,该时刻的速度为v。打第n个点时的瞬时速度等于以该时刻为中间时刻的某一段时间内的平均速度。,实验器材,带铁夹的铁架台，打点计时器，重锤（带纸带夹子），纸带，导线，毫米刻度尺，学生电源。,实验步骤,按图把实验器材组装好：将打点计时器固定在铁架台上，用导线把打点计时器和电源相连。将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器，先用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方，接通电源，待打点稳定后，松开纸带。让重物自由下落。,实验步骤,重复几次，选取35条点迹清晰的且第1、2两点间距在2毫米之间的纸带。在打好的纸带中选取一条点迹清晰地纸带，在起始点标上O，以后每隔四个点标上1,2,3并用刻度尺测量出对应的下落高度1、2、3。应用公式=+112计算各点的瞬时速度1、2、3。计算对应点的势能减少量，动能增加量122，并将两者进行比较。,数据处理,数据处理,1求瞬时速度记下第1个点的位置O，在纸带上从离O点适当距离开始选取几个计数点1、2、3并测量出各计数点到O点的距离h1、h2、h3再根据公式vn，计算出1、2、3、4、n点的瞬时速度v1、v2、v3、v4vn。,数据处理,数据处理,数据处理,注意事项,打点计时器安装稳固，并使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。实验中，需保持提纸带的手不动，待接通电源，打点计时器工作稳定后再松开纸带，让重锤下落。选取纸带时本着点迹清晰，且第1、2两点间距离近2毫米的原则。,注意事项,测定下落高度时，需从起点量起，并且各点对应的下落高度要一次性测完，为了减少h的相对误差，选取的计数点要离起点远一些，纸带不宜过长，40厘米为宜。本实验不需测量物体的质量，需选取密度较大的物体做重锤，以相对减小空气阻力的影响。,误差分析,重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力)做功，使得动能的增加量Ek必定重力势能的减少量Ep,造成系统误差。由测量长度带来的误差属于偶然误差，减小偶然误差的办法：一是测量距离时从O点开始，二是多次测量取平均值。,小于,实验小结,对于机械能守恒定律的验证，即验证公式：=122。其中各字母的含义及要求为：,实验小结,速度的测量：如上图，A、B、C是纸带上相邻的三个点，由于知道纸带以加速度a做匀加速运动，所以A、C两点的距离可以表示为式中t是A、C两点的时间间隔。,A,B,C,t,t,x,实验小结,速度的测量：这样，A、C之间平均速度可以写成=
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