实验：验证机械能守恒定律

实验：验证机械能守恒定律,机械能守恒定律,在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。,内容：,表达式：,适用条件：,只有重力做功或弹力做功,知识回顾,实验原理,忽略空气阻力，做自由落体运动的物体，在下落过程中，重力势能减小，动能增加，如果重力势能的减少量等于动能增加量，就验证了机械能守恒。,以重物下落的起始点0为基准，用,以重物下落过程中某一点A为基准，用,打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。,夹子,打点计时器,纸带,重物,铁架台,实验器材,选取密度大的物体,3、接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重锤自由下落，打点计时器应该在纸带上打出一系列的点。,1、把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生电源和打点计时器接好。,2、把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近,实验步骤,4、重复上一步的过程，打三到五条纸带。,5、选择一条点迹清晰且第1、2点间距离接近2mm的纸带，在起始点标上0，以后个点依次为1、2、3用刻度尺测量对应下落的高度h1、h2、h3计入表格中。,6、用公式vn=(hn+1+hn-1)/2t,计算出各点的瞬时速度v1、v2、v3并记录在表格中。,6、计算各点的重力势能的减少量mgh和动能的增加量mvn2/2,并进行比较，看是否相等，将数值填入表格内。,1、本实验要不要测量物体的质量？,无需测量物体的质量,操作技巧,纸带上的第一个点为计时起点0（起始点的速度应该为零，即打点计时器在纸带上打下第一个点时纸带刚开始下落）。,起始点,对于实际获得的纸带，如何判定纸带上的第一个点就是纸带刚开始下落时打下的呢？,纸带上的头两个点间的距离应接近2mm,操作技巧,2、如何确定计时起点和选取纸带？,操作技巧,3、若不知起点，如何验证机械能守恒？,我们可以选取A、B两点，A到B过程中重力势能的减少量和动能的增加量：,操作技巧,4、如何测量物体的瞬时速度？,做匀变速运动的物体一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度。,操作技巧,这种方法是根据机械能守恒定律得到的，而我们的目的就是验证机械能守恒定律，所以不能用。,这种方法认为加速度为g，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际加速度必将小于g，这样得到的速度将大于实际速度，故这种方法也不能用。,6、实际上重物和纸带下落过中要克服阻力做功，所以动能的增加量要势能的减少量。,1、打点计时器的两限位孔与纸带必在，以减少摩檫阻力。,2、实验时必须先，然后松开纸带让重锤下落。,4、测量下落高度时，必须从算起。选取的各计数点要离起始点远些。,5、实验中因不需要知道动能和势能的具体数值，故不需测。,同一竖直线上,接通电源,接近2mm,起始点,物体的质量m,小于,注意事项,数据处理,1、计算法,代入gh和v2/2，如果在实验误差允许条件下，gh=v2/2则机械能守恒定律是正确的。,任取两点A、B测出hAB算出两点对应的重力势能减少量