第八章機械能守恒定律8.5實驗：驗證機械能守恒定律思考：機械能守恒的條件是什么？它有哪些表達形式？1.條件：僅有重力或彈力做功。2.表達式：（1）守恒的角度：E1=E2（2）轉化的角度：△Ek增=△EP減一、知識回顧鉤碼拉動滑塊的運動舉例：驗證可采用的形式自由落體運動小球的擺動、平拋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。1（二）實驗依據：（一）實驗目的：驗證機械能守恒定律二、新課教學（三）速度的測量：

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vt＝計算打第n個點瞬時速度的方法是：測出第n個點的相鄰前后兩段相等時間T內下落的距離xn和xn＋1，由公式vn＝或vn＝算出。

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。鐵架臺重物夾子紙帶復寫紙打點計時器（四）實驗器材4、選擇合適的紙帶，處理數據。3、更換紙帶，重復幾次。1、將打點計時器固定在鐵架臺上，把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔。2、用手提著紙帶使重物?？吭诖螯c計時器附近。然后先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落。（五）實驗步驟hvO（六）實驗演示

5.選擇一條點跡清晰且第l、2點間距離接近2mm的紙帶，在起始點標上0，以后各點依次為1、2、3……用刻度尺測量對應下落的高h1、h2、h3、……記入表格中。

各計數點l23456

下落高度

速度

勢能

動能

結論h

=

gt2=

×9.8×0.022m<2

mm1212h1、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？用驗證，這是以紙帶上第一點（起始點）為基準驗證機械能守恒定律的方法。紙帶上的第一個點為計時起點0，該點的速度應該為零。（七）數據處理0hv

212gh

=v

212該圖象的斜率表示什么？為什么圖象過原點？結論：在誤差允許的范圍內，圖象是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機械能守恒定律。2、圖象法處理數據（八）誤差分析1．重物和紙帶在下落過程中，空氣阻力、打點計時器阻力做功，故動能的增加量ΔEk稍小于重力勢能的減少量ΔEp，即ΔEk<ΔEp，這屬于系統誤差．措施調整器材的安裝，盡可能地減小阻力．2．另一個誤差來源于長度的測量，屬偶然誤差．措施測下落距離時都從O點量起，一次將各打點對應的下落高度測量完，或者多次測量取平均值．3．打點計時器產生的誤差(1)由于交流電頻率的變化，引起打點時間間隔變化而產生誤差；(2)計數點選擇不好，振動片振動不均勻，紙帶放置不正確都會造成實驗誤差．1

1.實驗中安裝打點計時器時，限位孔必須在同一豎直直線上，以減少摩擦阻力，計時器離地面的高度約1m，實驗用的紙帶60cm即可。2.實驗時，必須先接通電源，讓打點計時器工作正常以后，才能松開紙帶，讓重物落下。3.紙帶上端要用手提著靜止，這樣保證下落的速度v為0。并且紙帶上打出的第一個點是清晰的一個小點。4.測量下落高度時，都必須從起點算起，不能搞錯，為了減小測量h值的誤差，選取的各計數點要離起始點遠些。（九）注意事項5.實驗中重物和紙帶下落過程中要克服阻力（注意是打點計時

器的阻力）做功，所以動能的增加量ΔEk一定小于重力勢能的減少量ΔEp。6.鐵架臺上固定打點計時器的夾子不可伸出太長，以防鐵架臺翻到。7.因ΔEk=ΔEp，兩邊均有質量m，故不測量m也可以驗證機械能守恒。三、實驗改進

利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，物體沿斜面下滑通過某一位置時的速度可以用光電計時器測出來，能消除紙帶與限位孔的摩擦阻力帶來的系統誤差．物體沿傾斜導軌下滑，下落過程中經過兩光電門，兩光電門的高度，用刻度尺測量，則減少的重力勢能為mgh；用光電門處測量滑塊的瞬時速度，質量用天平測出.1、實驗裝置12、實驗演示1.在自由落體運動驗證機械能守恒定律的實驗中，甲、乙兩條實驗紙帶，應選_______________紙帶為好（圖）甲四、應用舉例2.在驗證機械能守恒定律的實驗中，質量為m＝1.00kg的重錘拖著紙帶下落，在此過程中，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，在紙帶上選取五個連續的點A、B、C、D和E，如圖所示．其中O為重錘開始下落時記錄的點，各點到O點的距離分別是31.4mm、49.0mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm.當地重力加速度g＝9.8m/s2.本實驗所用電源的頻率f＝50Hz.(結果保留三位有效數字)(1)打點計時器打下點B時，重錘下落的速度vB＝_______m/s，打點計時器打下點D時，重錘下落的速