9實驗：驗證機械能守恒定律復習回顧1、什么叫機械能守恒？2、機械能守恒的條件是什么？3、自由落體運動的物體，機械能守恒嗎？

質量為m的物體從O點自由下落，以地面為零參考面，經過A、B兩點的速度分別為VA和VB，A、B兩點距地面的高度分別為hA、hB。4、如何推導機械能守恒的表達式？【自主導學】

1、必須選擇一個符合機械能守恒的運動模型來驗證機械能守恒定律，本實驗選擇自由落體運動模型來驗證機械能守恒定律，是因為物體在自由落體運動過程中只有___做功，滿足_重力_機械能守恒_本實驗借助實驗目的驗證機械能守恒定律自由落體運動實驗原理2A2B2121mvmvmgΔh-=？

要證明上式是否成立，需要測量哪些物理量？如何測量這些物理量？2、按照書本要求，本實驗是驗證自由落體軌跡上開始點和其后任意點之間的機械能守恒，為此必須選擇物體初速度為判斷開始點是否滿足要求的依據是為了計算物體減少的重力勢能，必須測量出物體，對應的測量器材是。為了計算出某時刻物體的動能，必須測量出物體在該時刻的瞬時速度，其計算公式為，這是利用了什么原理？為為了計算物體的動能和重力勢能，按理還需要知道物體的質量，但本實驗中可以不測物體的質量，其原因是__0_,__第1、2兩點的距離是否約為2_mm_,_下降的高度刻度尺__V=X/T__勻變速直線運動中間時刻的速度等于這段時間的平均速度__等式兩邊都有質量，可約去。6、測量下落高度時，某同學認為都必須從起始點算起，不能弄錯。他的看法正確嗎？為了減小測量h值的相對誤差，選取的各個計數點要離起始點適當遠些好，還是近些好？2、實驗原理研究在自由落體運動中：？OABCD方案1：從起點開始計算方案2：從一般位置開始計算3、實驗操作過程中，是先接通電源開始打點還是先放開紙帶？為什么？一是為了打點穩定二是保證初速為0。4、為了減小實驗誤差，應盡量減小重物下落時紙帶所受的阻力。因此重錘應選（填重、輕），紙帶應放置。盡管采取了上述措施，但由于阻力還是存在的，所以實驗中重力勢能的減小量應___動能的增加量，這樣才是符合實際的。5、在架設打點計時器時應注意什么？為什么？重豎直大于實驗步驟1、該實驗中選取被打點紙帶應注意兩點：一是

第一點O為計時起點，O點的速度應為零。

怎樣判別呢？2、如何測量瞬時速度3、是否需要測量重物的質量？

重物是否可以隨意選擇？4、在架設打點計時器時應注意什么？為什么？思考題：打點計時器要豎直架穩，使其兩限位孔在同一豎直平面內，盡量減少摩擦阻力問題1本實驗要不要測量物體的質量？mgh

=mv

212gh

=v

212無需測量物體的質量如果實驗要求計算勢能和動能的具體數據，那就必須要知道物體的質量。？h012345678910654321初始點問題2紙帶上的第一個點為計時起點0（起始點的速度應該為零，即打點計時器在紙帶上打下第一個點時紙帶剛開始下落）。gh

=v

212h起始點對于實際獲得的紙帶，如何判定紙帶上的第一個點就是紙帶剛開始下落時打下的呢？紙帶上的頭兩個點間的距離應接近2mm。？h012345678910654321初始點思考可以回避起始點嗎（即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：EKA＋mgΔh＝EKBΔhAB問題3如何測量物體的瞬時速度?

做勻變速運動的紙帶上某點的瞬時速度，等于相鄰兩點間的平均速度。注意事項1、安裝打點計時器時，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。2、應選用質量和密度較大的重物，增大重力可可使阻力的影響相對減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小。3、選用紙帶時應盡量挑選第一、二點間距接近2mm的點跡清晰且各點呈一條直線的紙帶。4、計數點距起點遠一些思考速度能不能用v=gt計算？這種方法認為加速度為g，由于各種摩擦阻力不可避免，所以實際加速度必將小于g，這樣將得到機械能增加的結論，有阻力作用機械能應該是減少的，故這種方法也不能用。實驗講解【實驗所需物理量】（1）（2）1、下落高度----用刻度尺測量；2、算重力勢能時g取題中給的；3、所取研究點的速度---中間時刻的速度公式；4、計算速度不能用v=gt（實際的加速度小于g）。hV0hv

212圖象法處理數據gh

=v

212該圖象的斜率表示什么？圖象通過原點實驗器材實驗器材：打點計時器、紙帶、復寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺（帶鐵夾）、學生電源等。打點計時器紙帶重物？鐵架臺實驗步驟與操作1、選擇重物時，選輕一點的好還是重一點的好？為什么？

我們要求重物作自由落體運動，而阻力是不可避免地存在的，為了減少阻力對實驗的影響，應采用密度較大的重物。實驗步驟機與操作2、安裝暮打點計姨時器時悲，應注樓意什么色問題？計時器憑平面與柿紙帶限雷位孔調斷整在豎防直方向恥，計時源器要穩畝定在鐵漿架臺上廈，并將卵計時器淺伸出桌李外。3、這樣學做的目綱的是什鈔么?減小紙螞帶與限石位孔的吳摩擦帶含來的實撒驗誤差英；保證首重物有具足夠的閱下落空獎間，以凝便在紙匠帶上能銀夠打出歇較多的照點，有套利于進呢行計算賤。實驗步驟魔與操作4、實驗時即，接通電誰源和釋放馳紙帶的順撿序怎樣？先通電照源，再歸釋放紙編帶5、釋放紙微帶時應注截意什么問舍題？釋放重物帆前，重物事應靠近打因點計時器亂，以便能興打出較多年的點。拉膽穩紙帶的啦上端，確琴保重物由緊靜止釋放顆。按如下舒實驗步找驟進行答實驗①用天平虹測量重奏物的質盼量②按照且課本所熊示裝置迷安裝打抖點計時社器③將紙帶頑穿過計時枯器，下端親與重物相卻連④接通電年源，待計蕉時器工作驚穩定后釋群放紙帶⑤及時隙切斷電焦源，取巾下紙帶叼，標上煩紙帶號⑥更換紙拒帶，重先復以上嘆步驟⑦整理器覺材，使器礙材復位實驗步驟披與操作數據處理7113我們可竟以選取7、13兩點，比瓜較它們的右機械能E7和E13,以點13為0勢能參飼考點，灘則有：EK7＋mgh＝EK137、推導淋出本教殺材在驗底證機械壤能守恒春定律實滴驗中的霞具體表仿達式。驗證：計時器打努下的第一懲個點作為蒼起始點，串適當大距宜離后選一倉個點作終權點Vh注意：哪必須保旁證紙帶階上的第滔一個點兆跡清晰朋，且是巖放手時甲打下的帖第一個恨點。數據記艷錄測量點n123456高度hn

/m速度vn

/m/s勢能EP

/J動能EK/J可不可聾以用圖羊象處理燙數據?？h012345678910654321初始點【課堂合作漁探究】在《驗證機抗械能守砍恒定律》的實驗中雨，已知打縮慧點計時器踏所用電源廳的頻率為50H卡z，測得求當地的尺重力加蝴速度g=9.該8m/s2，測得所救用重物的繳質量為1.0覆0kg，實驗中忘得到一點躍跡清晰的削紙帶（如撿圖），把棄第一點記欄作O，另選連蘭續的4個點A、B、C、D作為測診量的點猴，經測志量知道A、B、C、D到0點的距途離分別述為62.9酸9cm,爭70.1澇8cm,腦77.7申6cm,無85.7臭3cm,根據以每上的數遭據，可攝知重物蕉由0運動到C點，重假力勢能模的減小扔量等于____性___J卸,動能的增梁加量等于___隙___態_J。（取三搏位有效數激字）誤差分析因重物下脆落中要克般服阻力做暫功，實驗喊的動能增虛加量必定選稍小于重得力勢能減喚少量驗證機您械能守潑恒定律1、組裝勵實驗裝懼置2、釋放重硬錘記錄運斤動情況3、選擇剃紙帶、朽選點并陣測量4、計算vn及對應動騙能5、比較是否相礎等1、安裝要躁豎直2、先通電格再釋放3、先斷汁電再取功紙帶4、計數點摘距起點遠量一些實驗步蜘驟操作事項(A級)1、在本實見驗中，對膜自由下落察的重物，層下述選擇混的條件哪腸種更為有除利？（份）A、只要爽有足夠糕重就可室以B、只要體背積足夠小歲就可以C、既要足科夠重，又缸要體積非怠常小D、應該偽密度大飯些，還蜂應便于茄夾緊紙川帶，使示紙帶隨星同運動伏時不致背扭曲D2、在本實職驗中，有默如下器材領：A.打點計時喜器；B.低壓交流窮電源（附盒導線）；C.天平（附娃砝碼）；D.鐵架臺（牙附夾子）爺；E.重錘（附雀夾子）；F.紙帶；G.秒表；H.復寫紙。體其中不必嚇要的有___；還缺雅少的是__C__樂_G_刻度尺_。3、在驗證昌機械能守丹恒定律的鏟實驗中，勵已知打點說計時器打傍點間隔為T，某一料組同學蓋得到了扁一條如爆圖所示殺的紙帶鼠，在填簡寫實驗煩報告時廉甲、乙耗兩個同織學選擇蹤蝶了不同吹的數據售處理方宜法：甲者同學測忙出了C點到第鑄一點O的距離hOC，利用v＝2ghOC計算得具到了C點的速利度，然讓后驗證mghOC與1/2健mv2相等．乙夕同學測出勢了A、B、C、D各點到飯第一點O的距離hOA、hOB、hOC、hOD，利用vB＝頸、vC＝朗計算B、C點的速度換，然后驗蟻證了mg(笑hOC－hOB)與1/2m谷v2－1/2憐mv2是否相寬等．請叔你對甲日乙兩位扁同學的迷做法逐跳一分析蛙，不合瘡理之處渡提出完射善方法磁．4、下列列效出一些實懸驗步驟：A、用天岔平稱出罪重物和喂夾子的懷質量B、將重物鳴系在夾子舞上C、將紙帶內穿過計時輝器限位孔書，上端用覽手提著，圖下端夾上汪系住重物托的夾子，賠再把紙帶富向上拉，以讓夾子靜譯止在靠近烏打點計時躬器處。D、把打點冰計時器接晃在學生電霉源的交流欣輸出端，狡把輸出電紫壓調至6V（電源不絡接通）E、把打渣點計時弄器用鐵瞎夾子固猴定到放歪在桌邊血的鐵架被臺上，腔使兩個椒限位孔材在同一否直線上衫。F、在紙賺帶上選逆取幾個瀉點，進殘行測量士和記錄淹數據。G、用秒表藥測出重物挨下落的時鉤間H、接通左電源，淋待計時抖器響聲懼穩定釋籠放紙帶I、切斷陜電源J、更換賤紙帶重評新進行粥兩次實驚驗K、在三條稈紙帶中選她出較好的簡一條L、進行片計算，鎮得出結熟論，完槍成實驗宵報告M、拆下城導線，黨整理器叉材對于本駝實驗以抄上步驟慮中，不家必要的勇有___礙___兼___；正確步錫驟的合理肺順序是：___各___禾__（填寫趟代表字掌母）（2）若實衛驗中所假用重錘訴的質量巡壽為m=1kg，打點含紙帶如村圖所示姻，圖中墾分別標釘出了點A、B、C、D到第一個蓋點O點的距離,且打點假間隔為0.0瓶2s，則記錄B點時，重賭錘的速度vB=,重錘的動永能Ek=,從開始嘗下落起獄至B點重錘逆的重力象勢能減宿小了,由此可關得結論.例1．用落華體法驗菌證機械穿能守恒畫定律的牢實驗中（1）運用公諒式少時對實驗轟條件的要艙求是①；②．OABCD

62.9970.1877.7685.73cm不計阻血力物體自由填下落3.69往m/s6.8賽2J6.88朝J在誤差允同許范圍內勒動能的增時加量等于重逃力勢能送的減小弟量（3）根據晨紙帶給催出的相襯關各點所的速度v，量出竟下落距腔離h，則以v2/2為縱軸那，以h為橫軸作已出圖像應衡是下圖中虜的.0A0B0C0DhhhhC例3、如圖控所示，扮兩個質賀量各為m1和m2的小物療塊A和B，分別賢系在一右條跨過寨定滑輪鄰的軟繩劫兩端，含已知m1＞m2。現要僵利用此巾裝置驗臨證機械維能守恒眾定律。（1）若選定插物塊A從靜止開民始下落的苗過程進行測量,則需測量街的物理量榮有____孟____沾__。①物塊的叨質量m1、m2；②物塊A下落的鉆距離及稻下落這樂段距離坑所用的雕時間；③物塊B上升的距靈離及上升榆這段距離蹈所用的時攪間；④繩子辭的長度栗。A

B①②或①③，（2）為提員高實驗掙結果的該準確程跟度。某點小組同攀學對此需實驗提抱出如下蕩建議：①繩的籮質量要解輕；②在“剝輕質繩感”的前創提下繩上子越長衰越好；③盡量尾保證物駛塊沿豎裂直方向校運動，側不要搖撤晃；④兩個物挎塊的質量較之差要盡宮可能小。以上建議始中對提高窄準確程度甚確實有作鬧用的是___微___趁_。（3）寫出一摧條上面沒撿有提到的上對提高實蘆驗結果準怠確程度有膜益的建議兼：____愚____報____徹____出____據____平____由____碑____考____蕉____狹____橫____連____嘗____寇____寄____菠__。①③例如：對屑同一高度汗多次測量督求平均值少、選取受量力后伸長健盡量小的繁繩子等，

例4、與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況時的常用計時儀器，如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發射和接收裝置。現利用如圖乙所示的裝置驗證機械能守恒定律。方法是：在滑塊上安裝一遮光板，把滑塊放在水平放置的氣墊導軌上，通過跨過定滑輪的細繩與鉤碼相連，連接好1、2兩個光電門，在圖示位置釋放滑塊后，光電計時器記錄下滑塊上的遮光板先后通過兩個光電門的時間分別為、。已知滑塊（含遮光板）質量為M、鉤碼質量為m、兩光電門間距為s、遮光板寬度為L、當地的重力加速度為g。甲00.0光電門光電計時器顯示屏ab光電門1光電門2乙氣墊導軌遮光板滑塊（1）用游標獄卡尺測量測遮光板寬仇度為L如圖丙所年示（2）計算滑蠅塊先后通趨過兩個光冰電門時的稼瞬時速度的表達式很為：(用題中勢給定字漠母表示)v1＝____妄____究___、v2＝____室____機___；（3）本實驗笛中，用題鏡中給定字搏母表示驗慢證機械能害守恒的表領達式為。10201020012丙例5.在用落吧體法驗兵證機械勿能守恒掉定律時產，某同威學按照趴正確的級操作選寺得紙帶毯如圖。行其中O是起始點井，A、B、C是打點計辟時器連續殿打下的3個點．該寫同學用毫至米刻度尺怪測量O到A、B、C各點的距值離,并記錄在柔圖中(單位cm)。（1）這三排個數據噸中不符帶合有效房誠數字讀誼數要求桶的是_，應記作cm。15.715.告70單位cmABCO12.4215.79.51（2）該同濁學用質浙量為m的重錘在OB段的運動匆來驗證機貝械能守恒來，已知當鼠地的重力鏟加速度g=9.靠80m擴/s2，他用AC段的平均匹速度作為憤跟B點對應的悟物體的即循時速度，凱則該段重妖錘重力勢衣能的減少姐量為____萌___，而動能謠的增加量爐為___蓄___歲__，(均保留3位有效數使字)．這樣驗字證的系統喜誤差總是柱使重力勢暑能的減少早量____泛___動能的季增加量想（填“大于”、“小于”或“等于”），原鍋因是。（2）解：1.2份2m1.20m大于是v是實際速伐度，因為墾有摩擦生爛熱，減少材的重力勢基能一部分境轉化為內文能；（3）另一磚位同學慌根據同拿一條紙惠帶，同景一組數賊據，也音用重錘嚼在OB段的運動衛來驗證機映械能守恒臘，將打點漠計時器打隙下的第一芝個點O記為第1個點，君圖中的B是打點伸計時器裕打下的么第9個點．啊因此他者用vB=gt計算跟B點對應的炸物體的即敞時速度，男得到動能禮的增加量坡為___綁___品__，這樣誦驗證時麥的系統誓誤差總歸是使重緣瑞力勢能皮的減少帝量____酷___動能的表增加量妨（填“繳大于”創、“小定于”或纖“等于豪”），遙原因是。（3）解：1.2臥3m小于v是按照愁自由落偶體計算霧的，因行為有阻步力，對伙應的下產落速度遠比實際央測得的臥速度要扛大。練習1、某同學巧利用如圖汪所示的實殘驗裝置驗猴證機械能治守恒定律閑．弧形軌揉道末端水爽平，離地誰面的高度漠為H．將鋼球眼從軌道的賊不同高度h處靜止釋裙放，鋼球鑄的落點距駱軌道末端鳳的水平距辱離為s．⑴若軌存道完全翁光滑，s2與h的理論程關系應甚滿足s2＝（用H、h表示）．hHs解析:(1)根據機械甚能守恒,可得離萄開軌道鄰時速度辣為4Hh由平拋全運動知水識可求筍得時間激為⑵該同學經妖實驗測量棉得到一組雹數據，如裂下表所示墾：h（10-1m）2.003.004.005.006.00s2

（10-1m2）2.623.895.206.537.78請在坐縫標紙上傭作出s2－h關系圖．⑶對比實評驗結果與崖理論計算或得到的s2－h關系圖跪線（圖析中已畫恢出），齡自同一繳高度靜輪止釋放覆的鋼球艙，水平鏈拋出的憑速率（填“小于”或“大于”）理猛論值．246024681014h/10-1ms2/10-1m2135712理論⑷從s2－h關系圖他線中分題析得出訓鋼球水暮平拋出遣的速率棉差十分北顯著，叛你認為瓶造成上心述偏差告的可能原因是．⑵s2－h關系圖害見右圖古示；小于摩擦，轉見動解見下坊頁（4）由于嗽客觀上側，軌道仇與小球辦（3）從圖中著看，同一h下的s2值，理疾論值明請顯大于銹實際值詠，而在覽同一高考度H下的平負拋運動紋水平射吉程由水麻平速率撤決定，艱可見實喜際水平音速率小辱于理論敏速率。練習2、某同學鋼利用透明盆直尺和光考電計時器吼來驗證機蛋械能守恒喂定律，實世驗的簡易付示意圖如摔下，當有演不透光物狗體從光電甜門間通過熱時，光電夫計時器就殖可以顯示頑物體的擋鄉豐光時間.所用的西托甌XDS-選007光電門傳遮感器可透明直尺21345△h1△h2△h3△h4黑磁帶計算機測的最北短時間榮為0.0飄1ms址.將擋光效膽果好、寬嫁度為d＝3.8×今10－3m的黑色磁舟帶貼在透威明直尺上榨，從一定舍高度由靜住止釋放，林并使其豎僚直通過光炸電門.(10-3s)(m·s-1)△hi（m）Mg△hi11.213.1321.153.310.58M0.060.58M31.003.782.24M0.232.25M40.954.003.10M0.323.14M50.900.41某同學鋤測得各竊段黑色枝磁帶通分過光電諷門的時攀間△ti與圖中旱所示的懂高度差△hi，并將部貧分數據進飛行了處理秧，結果如旅下表所示最。（取g＝9.8m賤/s2，注：鏡表格中M為直尺質跌量）（1）請將瓶表格中牙數據填撈寫完整染．4.224.00M或4.0催1M4.01M（2）從表盒格中數暈據可知搞，直尺拘上磁帶懼通過光躲電門的判瞬時速賀度是利腐用納求梁出的，歌請你簡閣要分析護該同學障這樣做妹的理由奸是：．（3）通過實膏驗得出的夠結論是：．（4）根據披該實驗死請你判保斷下列ΔEk—△h圖象中正佳確的是丙（初）A△Ek△Ek△Ek△EkOOOO△h△h△h△hBCD瞬時速度艙等于極短顏時間或極穗短位移內己的平均速戀度在誤差允嚷許的范圍鄙內，重力撤勢能的減訓少量等于潑動能的增侍加量C練習3、某研究論性學習小樣組用如圖但（a）所示狐裝置驗夫證機械鋒能守恒翅定律．測讓一個猴擺球由驗靜止開寨始從A位置擺派到B位置，若擔不考慮空化氣阻力，密小球的機楚械能應該視守恒，即擴．直接幣測量擺球隙到達B點的速度v比較困拘難．現固讓小球旨在B點處脫離汁懸線做平山拋運動，贊利用平拋芳的特性來遲間接地測傳出v．如圖（a）中，禽懸點正墻下方P點處放盆有水平紡放置熾攻熱的電譽熱絲，商當懸線或擺至電套熱絲處霞時能輕松易被燒詠斷，小斥球由于漂慣性向兇前飛出母作平拋輛運動．往在地面詳上放上臥白紙，伏上面覆轟蓋著復背寫紙，澆當小球扶落在復澡寫紙上長時，會寫在下面徑白紙上洞留下痕介跡．用重錘域線確定金出A、B點的投失影點N、M．重復粒實驗1