验证机械能守恒定律
实验：验证机械能守恒定律
(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议。
分别测出光电门和球心到悬点的长度 L 和 l，计算ΔE k 时，将 v 折算成钢球的速度 v′＝Llv。
热点一 实验原理与实验操作 【例1】(2018·江苏省南通市、泰州市高三第一次模 拟考试)图1甲是“验证机械能守恒定律”的装置， 气垫导轨上安装了1、2两个光电门，滑块上固定一 竖直遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连， 细线与导轨平行。
实验五 验证机械能守恒定律
误差分析 1.减小测量误差：一是测下落距离时都从0点量起，
一次将各打点对应下落高度测量完，二是多测几 次取平均值。
2.误差来源：由于重物和纸带下落过程中要克服阻
力做功，故动能的增加量ΔE k＝12m v n 2必定稍小于重 力势能的减少量ΔE p＝m ghn，改进办法是调整器材
(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是_A__D_B__C_E__F_ (填写步骤前面的字母)。 A.将打点计时器竖直安装在铁架台上 B.接通电源，再松开纸带，让重物自由下落 C.取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做 实验
D.将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计 时器，用手提着纸带
E.选择打点清晰，1、2两点距离接近2 mm的一条 纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1，h2，h3…hn， 计算出对应的瞬时速度v1，v2，v3…vn
的安装，尽可能地减小阻力。
注意事项 1.打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架
稳，使其两限位孔在同一竖直平面内以减少摩擦 阻力。 2.重物密度要大：重物应选用质量大、密度大的材 料。 3.一先一后：应先接通电源，让打点计时器正常工 作，后松开纸带让重物下落。 4.纸带选择：纸带要选打点清晰，且1、2两点距离 接近2 mm的纸带，以确保物体做自由落体运动。
验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律，就是要证明物体在力学运动中机械能的守恒。
机械能守恒定律也叫做费米定律，它指出物体在作功时，受力点的机械能不变。
验证机械能守恒定律的一般步骤如下：
1. 选定一个物体，并把它放置于一个重力场中。
2. 观察物体的物理性质，并确定受力点的机械能初始值。
3. 在重力场中施加力，使物体进行运动，观察它的势能变化。
4. 根据受力点的机械能和势能的变化，来验证机械能守恒定律。
通常来说，想要验证机械能守恒定律，可以利用压缩弹簧或者摩擦力等实验方法，来观察物体的运动过程。
机械能守恒定律说课稿 实验验证《机械能守恒定律》的说课稿(优秀6篇)
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能量守恒定律说课稿篇一一。
教学内容：第九节实验：验证机械能守恒定律第十节能量守恒定律与能源二。
知识要点：1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。
掌握验证机械能守恒定律的实验原理。
通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。
培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。
2.理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。
通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的确切含义。
三。
重难点解析：1.实验：验证机械能守恒定律实验目的：验证机械能守恒定律。
实验原理：通过实验，分别求做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量。
若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律：△ep=△ek实验器材打点计时器及电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、带有铁夹的铁架台、导线。
实验步骤：（1）如图所示装置，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器。
（2）用手握着纸带，让重物静止地靠近打点计时器的地方，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点。
（3）从打出的几条纸带中挑选一、二点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量，记下一个点的位置o，并在纸带上从任意点开始依次选取几个计数点1、2、3、4…，并量出各点到o点的距离h1、h2、h3…，计算相应的重力势能减少量，mgh。
如图所示。
（4）依步骤（3）所测的各计数点到o点的距离hl、h2、h3…，根据公式vn=计算物体在打下点l、2…时的即时速度v1、v2…。
计算相应的动能（5）比较实验结论：在重力作用下，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒。
第6讲 实验：验证机械能守恒定律
五、数据处理 1．求瞬时速度
由公式 vn＝hn＋12－Thn－1可以计算出重物下落 h1、h2、h3、…的高度时对应的 瞬时速度 v1、v2、v3、…。 2．验证守恒 方法一：利用起始点和第 n 点计算，代入 ghn 和12v2n，如果在实验误差允许 的范围内，ghn＝12v2n，则验证了机械能守恒定律。 方法二：任取两点 A、B，测出 A、B 两点距离 hAB，算出 ghAB 和12vB2 －12v2A 的值，如果在实验误差允许的范围内，ghAB＝12v2B－12v2A，则验证了机械能 守恒定律。
在下列器材中，还必须使用的两种器材是________。
A．交流电源
B．刻度尺
C．天平(含砝码)
(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带
上选取三个连续打出的点 A、B、C，测得它们到起始点 O 的距离分别为 hA、
hB、hC。已知当地重力加速度为 g，打点计时器打点的周期为 T。设重物的质
左端固定，右端在 O 点；在 O 点右侧的 B、C 位置各安装一个光电门，计 时器(图中未画出)与两个光电门相连。先用米尺测得 B、C 两点间距离 s， 再用带有遮光条的滑块压缩弹簧到某位置 A，由静止释放，计时器显示遮 光条从 B 到 C 所用的时间为 t，用米尺测量 A、O 之间的距离 x。
(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是 v＝________。
(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________。(选填字母序号)
A．弹簧原长
B．当地重力加速度
3．第 2 题也可以利用计算法验证机械能守恒。计算法需要知道当地的重力 加速度，通过计算重力势能的减少量与动能的增加量是否相等验证机械 能守恒。
8.5 实验：验证机械能守恒定律-2023学年高一物理课件(人教版2019必修第二册)
2
t
M h
m
阿特伍德机
例1.某学生在验证机械能守恒定律的实验中有如下操作 步骤，试将合理的顺序步骤序号填在下面的线上：
DBCEAGF ．
A.断开电源，取下纸带，选出前两个点间距离接近2mm 的纸带；
B.把纸带固定在重锤上； C.将纸带穿过打点计时器，并把纸带上提使重锤停在靠 近打点计时器的地方；
D.把打点计时器固定在放于桌边的铁架台上，并与低压 交流电源相连接；
7.若大小几乎相等，则在误差允许范围内E守恒
方案一.利用自由落体验证机械能守恒
五.注意事项 1.两限位孔应该处于同一条竖直线上（避免摩擦） 2.选取密度大的重物（空气阻力相对小）
3.先通电，后释放纸带（充分利用纸带）
4.1、2两点间距接近2mm（
h
1 2
gt 2
1 2
9.8 0.022
2mm
）
5.A、B、C离O远一些（减小测量误差）
E1 E2或EP减 EK增或EA EB
看势能减少量和动能增加量在误差允许范围内是 否相等，若相等则机械能守恒。 三.实验器材 打点计时器、纸带、重物、刻度尺、铁架台（带 铁夹）、交流电源。
方案一.利用自由落体验证机械能守恒
四.实验步骤
1.固定铁架台，打点计时器
2.把纸带一端固定重物，另一端穿过
F.…… 回答下列问题：
（1）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力 势能减少了多少？
（2）为验证机械能守恒定律，还需要测量哪个物理量？ （3）若要符合机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该 满足怎样的关系？
方案四.滑轮验证系统机械能守恒
v d t
验证(M m)gh 1 (M m)(d )2即可
实验验证机械能守恒定律ppt课件
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O点量起，一次将各打点对应的
下落高度测量完，或者多次测量取平均值．
3．打点计时器产生的误差
(1)由于交流电周期的变化，引起打点时间间隔变化而产生误差；
(2)计数点选择不好，振动片振动不均匀，纸带放置方法不正确引
起摩擦，造成实验误差．
紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用．
13
4．求瞬时速度
在第一个打点上标出O，并从稍靠后的某一点开始，
依次标出1、2、3、4…并量出各点到位置O的距离h1、
h2、h3、h4….用公式vn＝
计算出各点对
应的瞬时速度v1、v2、v3、v4 ….
14
5．守恒验证
方法一：利用起始点和第n点计算．代入ghn和如果在实验
误差允许的范围内，ghn＝
则说明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)如果在实验误差允许的范围内，ghAB＝
则说明机械能守恒定律是正确的．
15
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 v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出 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定律．
复习回顾 机械能守恒定律
1、内容： 2、表达式： 3、适用条件：
4、解题一般步骤：
1
§7.9 实验：验证机械能守恒定律
2
一、实验目的 验证机械能守恒定律．
3
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
实验验证机械能守恒定律
②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度；
③保持最下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步骤；
④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统（包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码）总动能的增加量 及系统总机械能的减少量 ，结果如下表所示：
【答案】(1). (2). (3). (4).（）
【解析】（1）[1]四个钩码重力势能 减少量为
（2）[2]对滑块和钩码构成的系统，由能量守恒定律可知
其中系统减少的重力势能为 系统增加的动能为
系统减少的机械能为 ，则代入数据可得表格中减少的机械能为
（3）[3]根据表格数据描点得 的图像为
[4]根据做功关系可知 则 图像的斜率为
(3)选纸带并测量：选择一条点迹清晰的纸带，确定要研究的开始和结束的位置，测量并计算出两位置之间的距离Δh及两位置时纸带的速度，代入表达式进行验证．
3．数据处理
(1)计算各点对应的瞬时速度：如图乙所示，根据公式vn＝ ，计算出某一点的瞬时速度vn.
(2)验证方法
方法一：利用起始点和第n点．
选择开始的两点间距接近2 mm的一条纸带，打的第一个点为起始点，如果在实验误差允许范围内mghn＝ mvn2，则机械能守恒定律得到验证．
（1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_______。
（2）由图乙得:直线的斜率为______，小钢球的重力为_______N。（结果均保留2位有效数字）
（3）该实验系统误差的主要来源是______（单选，填正确答案标号）。
验证机械能守恒定律实验总结
验证机械能守恒定律1.实验目的学会用打点计时器验证机械能守恒定律的实验方法和技能2.实验原理在物体自由下落的过程中，只有重力对物体做功，遵守机械能守恒定律，即重力势能的减少量等于动能的增加量。
在实验误差范围内验证221mv mgh =（必须初速度为零） 或 21222121mv mv mgh -= （v1≠0） 测定第n 点的瞬时速度的方法是：测出第n 点的相邻前、后两段相等时间T 内下落的距离s n 和s n+1，由公式v n =T 2s s 1n n ++，或由v n =Td d n n 211-+-算出，如图所示。
(注意单位用国际单位，看清计数点还是计时点，注意有无有效数字的要求)3．实验器材铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重锤(带纸带夹子)、纸带、复写纸片、直尺、导线、低压交流电源4.实验步骤（1）按右上图装置把打点计时器固定在支架上，并将打点计时器接在4～6V 的交流电源上. （如果用电火花打点计时器电压：220v 交流电）（2）将大约0.5 m 长的纸带用小夹子固定在重锤上后穿过打点计时器，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近．（3）先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点.（4）换上新的纸带，重做几次上面的实验.5．注意事项(1) 安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩 擦阻力．(2) 实验时，必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接通电源：让打点计时器工作稳定后再松开纸带，以保证第一点是一个清晰的点．(3) 测量高度h 时，应从起始点算起，为减小h 的相对误差，选取的计数点要离起始点远些，纸带不宜过长，有效长度可60～80 cm ．(4) 因为是通过比较mv 2/2和mgh 是否相等验证机械能是否守恒，故不需要测量重锤的质量．如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须要知道物体的质量。
（5）本实验中因重物和纸带在下落的过程中要克服阻力做功，故动能的增加量ΔE k 一定略小于重力势能的减少量，这是不可避免的，属于系统误差.（6）不用测量g,直接用g=9.8m/s 2（7）我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重物。
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实验六 验证机械能守恒定律
一、教学目的：
1．培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。
2．通过验证机械能守恒定律进一步加深对机械能守恒条件的理解。
二、教学重难点：
1．验证机械能守恒定律的实验原理。
2．验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。
三、教学方法：
讲授、学生实验 四、教具：
重物、电磁打点计时器以及纸带，复写纸片，低压电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺，小夹子。
五、教学过程：
（一）复习知识，引入新课：
1．机械能守恒定律在本实验中具体表达式：
在图1中，质量为m 的物体从O 点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点A 和B 的机械能分别为：
E A =
A A mgh mV +221
, E B =B B mgh mV +22
1 如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有
E A =E B ，即
A A mgh mV +221
=B B mgh mV +221 上式亦可写成B A A B mgh mgh mV mV -=-2
22
121
该式左边表示物体由A 到B 过程中动能的增加，右边表示物
体由A 到B 过程中重力势能的减少。
等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。
为了方便，可以直接从开始下落的O 点至任意一点（如图1中A
点）来进行研究，这时应有：
图1
mgh mV A =22
1
----本实验要验证的表达式，式中h 是物体从O 点下落至A 点的高度，V A 是物体在A 点的瞬时速度。
2．如何求出A 点的瞬时速度V A ？
根据做匀加速运动的物体在某一段时间t 内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A 点的瞬时速度V A 。
图2是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。
从O 点开始依次取点1,2,3,……图中S 1，S 2，S 3，……分别为0～2点，1～3点，2～4点…… 各段间的距离。
根据公式t
S
V =
，t=2×0.02S(纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0.02S),可求出各段的平均速度。
这些平均速度就等于是1，2，3,……各点相对应的即时速度V 1，V 2，V 3，…….例如：
量出0～2点间距离S 1，则在这段时间里的平均速度t
S V 1
1=
，这就是点1处的瞬时速度V 1。
依次类推可求出点2,3,……处的瞬时速度V 2，V 3，……。
3．如何确定重物下落的高度？
图2中h 1,h 2,h 3,……分别为纸带从O 点下落的高度。
根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能，从而验证机械能守恒定律。
（二）进行新课：
在学生开始做实验之前，老师应强调如下几个问题：
1．该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是
第一点O 为计时起点，O 点的速度应为零。
怎样判别呢？因为打点计时器每隔0.02S 打点一次，在最初的0.02S 内物体下落距离应为0.002m,所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2mm 的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点，每相邻两点
图
2
图3
时间间隔 t=0.02S.
2．因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量 m ，而只需验证n n gh V 2
2
1就行了。
3．打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用。
4．实验时，必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。
5．测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能弄错。
为了减小测量 h 值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些。
然后学生进行分组实验。
（三）课外作业：
1．完成实验报告。
2．完成如下思考题：
（1）为进行【验证机械能守恒定律】的实验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。
其中不必要的器材有： ；缺少的器材是 。
（2）在验证机械能守恒定律时，如果以v 2／2为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据绘出的图线应是 ，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于 的数值。
（3）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如图3所示，其中A 点为打下的第一个点，0、1、2……为连续的计数点。
现测得两相邻计数点之间的距离分别为s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T 。
根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为____ _____。
在打第5号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为___ _____。
要验证机械能守恒定律，为减小实验误差，应选择打下第_________号和第__________号计数点
之间的过程为研究对象。
（4）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9．8m/s2，若重锤质量为1kg。
①打点计时器打出B点时，重锤下落的速度V B= m/s，重锤的动能E kB=
J。
②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为J。
③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，
图4
得到的结论是。
（参考答案：（1）不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。
缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺。
（2）通过原点的直线、g. (3)(S6+ S5+ S4- S3- S2–S1)/9T2,
(S5+ S6)/2T,1、5. (4)○11.175,0.69,0.69 ○20.69,○3机械能守恒。
）。