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1、7.9 实验： 验证机械能守恒定律,验证机械能守恒定律。,【实验目的】,只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，总的机械能守恒。,【实验原理】,mgh,利用打点计时器打出的纸带，测出重物下落的高度h，利用时间t内的平均速度等于该段时间中点时刻的瞬时速度，算出对应时刻的瞬时速度V，即可验证机械能是否守恒。,【实验方法】,铁架台（带铁夹）、电火花计时器或打点计时器、直尺、重锤、纸带、复写纸、导线、电源。,【实验器材】,(1)安装计时器时竖直架稳，计时器的两限位孔必须在同一竖直线上，以减少重物带动纸带下落过程受到的阻力。 (2)测量下落高度时，必须从起始点算起。选取的各计数点
2、要离起始点远些，可减少物体下落距离h的测量误差。 (3)实验时先接通电源，然后松开纸带让重物下落 (4)本实验要不要测量物体的质量？ (5)速度能不能用 v = 2gh 或 v = gt 计算？,【注意事项】,【实验步骤】,(1)将打点计时器固定在铁架台上，把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。 (2)用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近。然后先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。 (3)更换纸带，重复几次。 (4)选择合适的纸带，处理数据。实验,g9.8m/s2，T0.02s,【实验数据处理】,【结论】 在误差允许的范围内，可以验证机械能是守恒的。,(1)由于测量
3、长度带来的误差属偶然误差，减小的办法一是测距离时都从起点O量起，二是多测几次取平均值。 (2)实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力)做功，故动能的增加量EK必定稍小于势能的减少量EP，这是属于系统误差。,【误差分析】,一质量为8.00104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60105 m处以7.5103 m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8 m/s2。（结果保留2位有效数字） （1）分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；
4、 （2）求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。,【实验练习】,1、 在“验证机械能守恒定律”的实验中，下面叙述正确的是 A应用天平称出重物的质量 。 B应当选用点迹清晰，第一、二两点距离约2mm的纸带进行测量 C操作时应先放纸带，后接通电源 。 D打点计时器应接在电压为46V的直流电源上 。 E为了方便，应在打下的纸带上每5个点取一个计数点进行测量和计算 F本实验的系统误差，总是使重力势能的减少量大于动能增加量 G用秒表测出重锤下落的时间,BF,2、在“验证机械能守恒定律”的实验中： 需直接测量的物理量是_ ； 间接测量的物理量是_。,重锤下落的高度h 重锤运动的速度V,3、在验证机械能守恒定律的实验中，打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g9.80m/s2。实验选用重锤质量为m(kg)，从所打纸带中选择一条合适的纸带，此纸带第1、2点间的距离应接近 。纸带上连续的点A、B、C、D至第1点O的距离如图所示，则重锤从O运动到C，重力势能减少_J，重锤经过C时的速度为 m/s，其动能增加 J。,2mm 5.50m 3.30 5.45m,