实验专题验证机械能守恒定律含练习答案超全.doc

实验六 验证机械能守恒定律 一、实验目的 验证机械能守恒定律 二、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v，下落高度为h，则重力势能的减少量为mgh，动能的增加量为，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．速度的测量；做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点之间的平均速度 计算打第n个点速度的方法；测出第n个点与相邻前后点间的距离Sn和Sn+1，，由公式 算出，如图实一6—1所示． 三、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)． 四、实验步骤及数据处理 1．安装置：按图实-6-2所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路． 2．打纸带：将纸带的一端用夹予固定在重物上，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：在打好点的纸带中挑选点迹清晰且打点呈一条直线的一条纸带． 4．数据处理：在起始点标上0，在以后各点依次标上l、2、3……用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……利用计算出点1、点2、点3、……的瞬时速度v1，v2、v3、…… 5．验证 方法一：利用起始点和第n点计算．代入,如果在实验误差允许的条件下,则机械能守恒定律是正确的． 方法二：任取两点计算. (1)任取两点A、B测出hAB，算出ghAB． (2)算出的值． (3)在实验误差允许的条件下，如果,则机械能守恒定律是正确的． 方法三：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。然后以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出-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． 五、注意事项 1．打点计时器要稳定地固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，以减小摩擦阻力． 2．重物要选用密度大、体积小的物体，这样可以减小空气阻力的影响，从而减小实验误差． 3．实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直,待接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带． 4．测下落高度时，要从第一个打点测起，并且各点对应下落高度要一次性测量完． 5．可以不测出物体质量，只需验证。即可． 6．速度不能用或计算，因为只要认为加速度为g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，况且用计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，所以速度应从纸带上直接测量计算．同样的道理，重物下落的高度h，也只能用刻度尺直接测量，而不能用计算得到． 六、误差分析 1．本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量△EK稍小于重力势能的减少量△EP，即△EK△EP，这属于系统误差．改进的办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力． 2．本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差．减小误差的办法是测下落距离时都从第一点0量起，一次性将各打点对应的下落高度测量完，采用多次测量取平均值来减小误差． 练习： 一、选择题 1．用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下面哪些测量工具是必需的( ) A.天平 B.弹簧测力计 C.刻度尺 D.秒表[来源:Zxxk.Com] 2．在做验证机械能守恒定律实验时，以下说法正确的是( ) A.选用重锤时，重的比轻的好 B.选用重锤时，密度大的比密度小的好 C.选用重锤后要称质量 D.重锤所受重力要远大于它所受的空气阻力和打点计时器对纸带的阻力 3. 在做验证机械能守恒定律的实验中,下列物理量需要用工具测量的是( );通过计算得到的是( )[来源:学科网] A.重锤的质量 B.重力加速度 C.重锤下落的高度 D.重锤下落的瞬时速度 4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样的结果会有( ) A. B. C. D.以上都有可能[来源:学科网] 5.下列关于“验证机械能守恒定律”的实验误差的说法中，正确的是（ ） A.重物的质量测量不准会产生误差 B.重物的质量大一些,有利于减小误差 C.重物的质量小一些,有利于减小误差 D.先释放重物,后接通电源会造成较大误差 二、填空题 6.本实验中，若以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出一h图象应是 ，才能验证