第七章机械能守恒定律第九节实验：验证机械能守恒定律转动滚摆，将弦线均匀地绕在它的木轴上，这时软弹簧处于伸长状态，释放滚摆后，由于弹簧的拉力，使滚摆飞速地旋转，待弹簧恢复到平衡位置时，由于滚摆转动的惯性，再一次将弹簧拉长，如此反复地运动．找些器材动手做一做，并想一想其中的道理．1．理解实验的设计思路，明确实验中需要直接测量的物理量．2．会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的瞬时速度的方法．3．能正确进行实验操作，能根据实验数据的分析得出实验结论．4．能定量地分析实验产生的误差，并能采取措施尽可能减小误差．1．本实验的目的是验证机械能守恒定律．2．重物下落的高度等于纸带上某两点的距离．3．根据纸带求速度：(1)测量瞬时速度更为简单而准确的方法是：做匀变速直线运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度．(2)推导过程：由于纸带做匀加速运动，故有A、C之间的平均速度vAC＝eq\f(vA＋vC,2)．又根据速度公式有vB＝vA＋aΔt，vC＝vB＋aΔt，故有vB－vA＝vC－vB，即2vB＝vA＋vC，从而，vB＝vAC.1．为了进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台，低压交流电源，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平，重锤．其中不必要的器材有：_____________；缺少的器材是：__________________________________________.答案：秒表、低压直流电源、天平打点计时器、刻度尺2．在“利用重锤自由下落验证机械能守恒定律”的实验中，产生误差的主要原因是(D)A．重锤下落的实验高度大于测量值B．重锤下落的实验高度小于测量值C．重锤实际末速度v大于gt(g为重力加速度，t为下落时间)D．重锤实际末速度v小于gt3．(多选)在本实验中，对于自由下落的重物，下列选择的条件哪种更为有利(CD)A．只要足够重就可以B．只要体积足够小就可以C．既要足够重，又要体积非常小D．应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲4．在验证机械能守恒定律的实验中，关于某一点的速度能否根据v＝gt或v＝eq\r(2gh)来求解？答案：不能根据这两个公式来求，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v＝gt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，机械能应该减少．所以速度应从纸带上直接测量计算，即根据匀变速运动的物体一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求解．本实验应用这种方法从纸带上求出速度，才是重物运动到该点时的实际速度．5．在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m＝200g的重锤拖着纸带由静止开始下落，在下落过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点．在纸带上选取三个相邻计数点A、B和C，相邻计数点间的时间间隔为0.10s，O为重锤开始下落时记录的点，各计数点到O点的距离如图所示，长度单位是cm，当地重力加速度g为9.80m/s2.(1)打点计时器打下计数点B时，重锤下落的速度vB＝________(保留三位有效数字)；(2)从打下计数点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能减少量ΔEp＝________，重锤动能增加量ΔEk＝________(保留三位有效数学)．答案：(1)2.91m/s(2)0.856J0.847J6．在用落体法验证机械能守恒定律的实验中：(1)所用重锤的质量m＝1.0kg，打点计时器所用电源频率为50Hz，打下的纸带如图所示(图中的数据为起始点O到该点的距离)，则在打B点时，重锤的速度vB＝________m/s，重锤的动能EKB＝________J，从开始下落到打B点，重锤的势能减少量是________J(取两位有效数字)．(2)根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以v2为纵轴，以h为横轴，画出的图线应是如图所示中的()解析：根据eq\f(1,2)v＝v得vB＝eq\f(xAB＋xBC,2T)＝eq\f(（50.2－18.6）×10－3,2×0.02)m/s≈0.79m/s.B点的动能为EkB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)×1×(0.79)2J≈0.31J.重锤的势能减少量为ΔEp＝mgh＝1×9.8×32.4×10－3J≈0.32J.因为mgh＝eq\f(1,2)mv2，故v2∝h，作出的v2－h图线应为过原点的直线，正确的选项为C.答案：(1)0.790.310.32(2)C7．在“验证机械能守恒定