1、8.5 實驗：驗證機械能守恒定律第八章 機械能守恒定律學習目標及任務1.理解實驗的設計思路，明確實驗中需要測量的物理量；2.知道如何進行實驗操作；3.會選取合適的測量點，能根據實驗中打出的紙帶測定物體下落的距離，知道物體運動的瞬時速度的測量方法；4.能通過實驗數據分析得出結論，能定性地分析產生誤差的原因。機械能守恒定律內容：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動能和勢能可以互 相轉化，而總的機械能保持不變。 如何通過實驗驗證機械能守恒定律呢？選擇一個符合要求的系統和過程，看是否滿足機械能守恒的表達式定律的表達形式：（1）物體初狀態的總機械能等于末狀態的總機械能。（能量守恒觀點）注意選取零勢能面（

2、2）物體減少的勢能等于增加的動能（能量轉化觀點）無需選取零勢能面什么樣的系統和過程滿足只有重力或彈力做功呢？物體做自由落體運動例如：物體沿光滑斜面下滑細線懸掛的小球擺動. 這樣的過程很多，可以任選一個過程，今天我們選取自由落體運動進行驗證機械能守恒定律研究過程：OA實驗思路驗證：？要驗證上式，需要知道哪些物理量？物體OA下落的高度- h物體在O和A點的速度-v需要測出重物的質量嗎？不需要測出重物的質量如何通過實驗測得這些物理量？實驗器材：重物、打點計時器、紙帶、交流電源、鐵架臺、夾子、毫米刻度尺物體OA下落的高度h-毫米刻度尺測量物體下落時的瞬時速度方法：在紙帶上任取幾個連續的點（或間隔點數相

3、同的點）A、B、 C.根據學過的勻變速直線運動的規律：實驗步驟1.按圖安裝好打點計時器，電源用交流電。將紙帶穿過計時器，下端與重物相連。接通電源前，用手提升紙帶至重物靠近打點計時器處。2.先接通電源，待計時器工作穩定后釋放紙帶，讓重物自由下落。關閉電源，取下紙帶備用。3.重復步驟，打出幾條紙帶。4.整理器材。如何選取紙帶進行驗證取點跡清晰，且前兩，點之間的距離接近2m的紙帶進行測量。重物下落時，選兩點O、B若我們找不到這樣一條紙帶？處理紙帶時可以不用到起始點嗎?我們可以選取A、B兩點，比較它們的機械能EA和EB。若以點B為0 勢能點，則有：hAB0hv 212gh =v 212該圖象的斜率表示

4、什么？為什么圖象通過原點？處理數據驗證：結論：在誤差允許范圍內，重物下落過程中，重物和地球組成的系統機械能守恒。特別注意：由于誤差的存在，即重物下落過程中要克服阻力做功，實驗得到的動能增加量必定稍小于重力勢能減少量。（系統誤差）注意事項1.選擇重物時，為減小空氣阻力影響，要選擇體積小、密度大的。2.安裝打點計時器時，計時器平面與紙帶限位孔調整在豎直方向，計時器要穩定在鐵架臺上，并將計時器伸出桌外。3.實驗時，先通電源，再釋放紙帶4.釋放重物前，重物應靠近打點計時器，以便能打出較多的點。拉穩紙帶的上端，確保重物由靜止釋放。5.本實驗不需要測量重物的質量。1. 利用如圖甲所示裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗。(1)為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的_。A動能變化量與勢能變化量 B速度變化量與勢能變化量 C速度變化量與高度變化量(2)實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。已知當地重力加速度為g，打點計時器打點的周期為T。設重物的質量為m。從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能變化量Ep_，動能變化量Ek_?！菊n堂訓練】AmghB(5)某同學想用下述方法研究機械能是否守恒，在紙帶上選取多個計數點，測量它們到起始點O的距離h，計算對應計數點的重物速