动能定理和机械能守恒定理实验报告.docVIP

实验一 探究恒力做功与动能改变的关系 【实验目的】 1．通过实验探究恒力对物体做功与物体动能速度的关系． 2．通过实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的正比关系． 【实验原理】 利用功的公式求恒力做功，利用匀变速直线运动规律测速度进而测动能 【实验器材】 长木板、细线、小车、定滑轮、钩码、纸带、打点计时器、铅笔、刻度尺、学生电源、天平 【实验步骤】 一、仪器安装 1．按下图所示，用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砝码相连。改变木板的倾角，以小车重力的一个分离平衡小车及纸带受到的摩擦力，使小车做匀速运动。 2．在细绳另一端挂上砝码，使小车的质量远大于砝码的质量，小车在西线的拉力作用下做匀加速运动。由于砝码质量很小，可以认为小车所受拉力F的大小等于砝码所受的重力大小。 3．把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器。接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。 4．重复以上实验。选择一条点迹清晰的纸带进行数据分析，由纸带可以找到位移和时间的信息，由砝码可以知道小车所受的恒力。（小车的质量已知） 三、数据处理及结论 5．测量小车的速度：实验获得如图5－4－1所示的纸带A1、A2间的距离s，小车速度的表达式是(用测量的物理量表示) (T为打点计时器的时间间隔)． 6．实验数据记录 钩码质量 Kg 力对车做功 位移s/m 时间t/s 速度v (m·s－1) 速度平方v2 (m2·s－2) 1 2 3 4 5 6 7．作图 在坐标纸上画出W－v和W－v2图线 8.实验结论： 三、误差分析  实验二 验证机械能守恒定律 【实验目的】 借助自由落体运动验证机械能守恒定律 【实验原理】 1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的机械能保持不变．若物体某时刻瞬时速度为vh，则重力势能的减少量为mghmv2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律．2．计算打第n个点时速度的方法：测出第n个点与相邻前后点间的距离sn和sn＋1，由公式 或 算出，如图5－5－1所示 【实验器材】 铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)． 【实验步骤】 一、仪器安装 1. 按下图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路． 二、打纸带和选纸带 2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。 更换纸带重复做3～5次实验． 3．选纸带：分两种情况说明 (1) 应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带．若1、2两点间的距离大于2 mm1 点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选． (2) 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时， 选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第12两点间的距离是否为2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用． 三、数据处理及验证 4．数据处理：在起始点标上0，在以后各点依次标上1、2、3…用刻度尺测出对应下落高度h1h2、h3…利用公式 计算出点1、点2、点3……的瞬时速度v1、v2、v3…… 将实验数据填入下表： Δh (m) VA (m/s) VB (m/s) 势能减少量 mgΔh (J) 动能增加量 ΔEk (J) 1 2 3 4 5．验证 方法一 ，则机械能守恒定律是正确的． 方法二：图象法．从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以 v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据给出 v2—h图线．若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒． 四、误差分析 分析的原因