79实验验证机械能守恒定律

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1、第七章第七章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律在自由落体运动中，若物体下在自由落体运动中，若物体下落高度落高度h 时的速度为时的速度为v,则则hvmgh=mv 21 12 2实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。夹子夹子打点计时器打点计时器纸带纸带重物重物？铁架台铁架台4 4、选择、选择合适的合适的纸带，处理数据。纸带，处理数据。3 3、更换纸带，重复几次。、更换纸带，重复几次。1 1、将打点计时器固定在铁架台上，把纸带的、将打点计时器固定在铁架台上，把纸带的一端用夹子

2、固定在重物上，另一端穿过打点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。计时器的限位孔。2 2、用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附、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，让重物近。然后先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。自由下落。本实验要不要测量物体的质量？本实验要不要测量物体的质量？mgh=mv 21 12 2gh=v 21 12 2无需测量物体的质量无需测量物体的质量如果实验要求计算势能和动能的具体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。数据，那就必须要知道物体的质量。纸带上的第一个点为计时起点纸带上的第一个点为计时起点

3、0 0（起始点的速度应起始点的速度应该为零，即打点计时器在纸带上打下第一个点时纸该为零，即打点计时器在纸带上打下第一个点时纸带刚开始下落带刚开始下落）。）。gh=v 21 12 212x=gt2=9.80.022m 210-3m=2 mm12h起始点起始点对于实际获得的纸带，如何判定纸带上的第一个点对于实际获得的纸带，如何判定纸带上的第一个点就是纸带刚开始下落时打下的呢？就是纸带刚开始下落时打下的呢？纸带上的头两个点间的距离应接近纸带上的头两个点间的距离应接近2mm。可以回避起始点吗（可以回避起始点吗（即处理纸带时可以不用到起即处理纸带时可以不用到起始点吗始点吗）?我们可以选取我们可以选取A、

4、B两点，比较它们的机械两点，比较它们的机械能能EA和和EB。若以点。若以点B为为0 势能点，则有：势能点，则有：EKAmghEKBhAB如何测量物体的瞬时速度如何测量物体的瞬时速度?x=vA(2t)+a(2t)212vAC=vA+atx2tvB=vA+atvB=vACv0tvAt 2tvBvC做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等做匀变速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。于相邻两点间的平均速度。速度能不能用速度能不能用 v=2gh 或或 v=gt 计算？计算？这种方法认为加速度为这种方法认为加速度为g，由于各种摩擦阻力，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际加速度必将小于不可避

5、免，所以实际加速度必将小于g，这样，这样将得到机械能增加的结论，有阻力作用机械能将得到机械能增加的结论，有阻力作用机械能应该是减少的，故这种方法也不能用。应该是减少的，故这种方法也不能用。这种方法是根据机械能守恒定律得这种方法是根据机械能守恒定律得到的，而我们的目的就是验证机械到的，而我们的目的就是验证机械能守恒定律，所以不能用。能守恒定律，所以不能用。4 4、实验用的纸带一般小于实验用的纸带一般小于1m ，从起始点开始，从起始点开始大约能打出大约能打出20 个点左右。末位置的点可选择倒个点左右。末位置的点可选择倒数第一个点或倒数第二个点，从这一个点向前数第一个点或倒数第二个点，从这一个点向前

6、数数46 个点当初位置的点，可以减小这两个点个点当初位置的点，可以减小这两个点的瞬时速度以及两点之间距离（高度的瞬时速度以及两点之间距离（高度h）测量的）测量的误差。误差。1 1、安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。同一竖直线上，以减小摩擦阻力。2 2、应选用质量和密度较大的重物，增大重力可应选用质量和密度较大的重物，增大重力可可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小。体积，可使空气阻力减小。3 3、选用纸带时应尽量挑选第一、二点间距接近选用纸带时应尽量挑选第一、

7、二点间距接近2mm的点迹清晰且各点呈一条直线的纸带。的点迹清晰且各点呈一条直线的纸带。1 1、偶然误差：偶然误差：测量长度时会带来误差测量长度时会带来误差2 2、系统误差：系统误差：实验中重物和纸带下落过程中要克服阻力（主实验中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，故动能的增加要是打点计时器的阻力）做功，故动能的增加量量EK 必定稍小于势能的减少量必定稍小于势能的减少量EP 。测量点测量点n123456高度高度hn/m速度速度vn/m/s势能势能EP /J动能动能EK /J可不可以可不可以用图象处用图象处理数据理数据?0hv 21 12 2gh=v 21 12 2该图象

8、该图象的斜率的斜率表示什表示什么？么？为什么为什么图象通图象通过原点？过原点？221mvmgh （2）若实验中所用重锤的质量为）若实验中所用重锤的质量为m=1kg，打点纸，打点纸带如图所示，图中分别标出了点带如图所示，图中分别标出了点A、B、C、D到第一到第一个点个点O点的距离点的距离,且打点间隔为且打点间隔为0.02s，则记录，则记录B点时，点时，重锤的速度重锤的速度vB=,重锤的动能重锤的动能Ek=,从从开始下落起至开始下落起至B点重锤的重力势能减小了点重锤的重力势能减小了 ,由由此可得结论此可得结论 .例例1用落体法验证机械能守恒定律的实验中用落体法验证机械能守恒定律的实验中（1）运用公

9、式）运用公式 时对实验条件的要求是时对实验条件的要求是 ；OABCD 62.99 70.1877.7685.73cm不计阻力不计阻力物体自由下落物体自由下落3.69m/s6.82J6.88J在误差允许范围内动能的增加量在误差允许范围内动能的增加量等于重力势能的减小量等于重力势能的减小量 （3）根据纸带给出的相关各点的速度）根据纸带给出的相关各点的速度v，量出下落，量出下落距离距离h，则以，则以v2/2为纵轴，以为纵轴，以h为横轴作出图像应是下为横轴作出图像应是下图中的图中的 .22v0A0B0C0D22v22v22vhhhhC 例例2.（1）在用打点计时器验证物体自由下落过程）在用打点计时器验

10、证物体自由下落过程中机械能守恒实验里，以下哪些必要的？请把它们中机械能守恒实验里，以下哪些必要的？请把它们选出来，并将它们的字母代号按操作顺序填在后面选出来，并将它们的字母代号按操作顺序填在后面横线空白处：横线空白处：。A断开电源，取下纸带进行测量、记录断开电源，取下纸带进行测量、记录B将纸带固定在重锤上将纸带固定在重锤上,并把它穿过打点计时器并把它穿过打点计时器,提升到一定高度提升到一定高度C接通电源，待打点计时器工作稳定后释放纸带接通电源，待打点计时器工作稳定后释放纸带上重锤自由下落上重锤自由下落D用天平测出的重锤的质量用天平测出的重锤的质量 E把打点计时器固定在支架上，并接在交流低压把打

11、点计时器固定在支架上，并接在交流低压电源两端电源两端E B C A （2）在）在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中，已知的实验中，已知打点计时器所用的电源的频率为打点计时器所用的电源的频率为50Hz，查得当地的，查得当地的重力加速度为重力加速度为10m/s2，实验所用的重物质量为，实验所用的重物质量为1.0kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图所示，把第实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图所示，把第一个点记作一个点记作O，另选连续的四个点，另选连续的四个点A、B、C、D作为作为测量的点。经测量知道测量的点。经测量知道A、B、C、D各点到各点到O点的距点的距离分别为离分别为62.9

12、9cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根据以上数据根据以上数据,可知重物由可知重物由O点运动到点运动到C点，重力势能点，重力势能的减少量等于的减少量等于 J,动能的增加量等于动能的增加量等于 J。（取（取2位有效数字）位有效数字）ABCDO7.87.6例例3、如图所示，两个质量各为、如图所示，两个质量各为m1和和m2的小物块的小物块A和和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1m2。现要利用此装置验证机械能守恒定律。现要利用此装置验证机械能守恒定律。（1）若选定物块）若选定物块A从静止开始下落的过程从静止开始下落的过程进行测量进行

13、测量,则需测量的物理量有则需测量的物理量有 _。物块的质量物块的质量m1、m2；物块物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间下落的距离及下落这段距离所用的时间；物块物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间上升的距离及上升这段距离所用的时间；绳子的长度。绳子的长度。A B（2）为提高实验结果的准确程度。某小组同学对此实）为提高实验结果的准确程度。某小组同学对此实验提出如下建议：验提出如下建议：绳的质量要轻；绳的质量要轻；在在“轻质绳轻质绳”的前提下绳子越长越好；的前提下绳子越长越好；尽量保证物块沿竖直方向运动，不要摇晃；尽量保证物块沿竖直方向运动，不要摇晃；两个物块的质量之差要尽可能小。两个物块

14、的质量之差要尽可能小。以上建议中对提高准确程度确实有作用的是以上建议中对提高准确程度确实有作用的是_。（3）写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程）写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：度有益的建议：_。例如：对同一高度多次测量求平均值、选取受力后例如：对同一高度多次测量求平均值、选取受力后伸长尽量小的绳子等，伸长尽量小的绳子等，1t2t 例例4、与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究、与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况时的常用计时仪器，如图甲所示，物体运动情况时的常用计时仪器，如图甲所示，a、b 分别是光电门的激光发射和接收装置。分别是光电门的激光发

15、射和接收装置。现利用如图乙所示的装置验证机械能守恒定律。方法现利用如图乙所示的装置验证机械能守恒定律。方法是：在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平放置的是：在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连，连气垫导轨上，通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连，连接好接好1、2两个光电门，在图示位置释放滑块后，光电两个光电门，在图示位置释放滑块后，光电计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的时间分别为时间分别为 、。已知滑块（含遮光板）质量。已知滑块（含遮光板）质量为为M、钩码质量为、钩码质量为m、两光电门间距为、两

16、光电门间距为s、遮光板宽度、遮光板宽度为为L、当地的重力加速度为、当地的重力加速度为g。甲甲00.0光电门光电门光电计时器光电计时器显示屏显示屏ab光电门光电门1光电门光电门2乙乙气垫导轨气垫导轨遮光板遮光板滑块滑块（1）计算滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度）计算滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度的表达式为：的表达式为：(用题中给定字母表示用题中给定字母表示)v1_、v2 _；（2）本实验中，用题中给定字母表示验证机械能守恒）本实验中，用题中给定字母表示验证机械能守恒的表达式为的表达式为 。1tL2tL2122121tLmMtLmMmgs2 例例5.在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照

17、在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图。其中正确的操作选得纸带如图。其中O是起始点，是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的是打点计时器连续打下的3个点该同学用毫米刻度个点该同学用毫米刻度尺测量尺测量O到到A、B、C各点的距离各点的距离,并记录在图中并记录在图中(单位单位cm)。（1）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_ ，应记作，应记作 cm。15.715.70单位单位cmABCO12.4215.79.51（2）该同学用质量为）该同学用质量为m的重锤在的重锤在OB段的运动来验证机段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加

18、速度械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用，他用AC段的平均速度作为跟段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为段重锤重力势能的减少量为_，而动能的增加量，而动能的增加量为为_，(均保留均保留3位有效数字位有效数字)这样验证的系统误这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量差总是使重力势能的减少量_动能的增加量（填动能的增加量（填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”），原因），原因是是 。（2）解：）解：m.m.mghEP2211242089 m/s5510401019622.TssvOAOCB m.mvEBk20

19、1212 kPEE 1.22m1.20m大于大于 v是实际速度，因为有摩擦生热，减少的重力是实际速度，因为有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能；势能一部分转化为内能；（3）另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也）另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，将打点计时段的运动来验证机械能守恒，将打点计时器打下的第一个点器打下的第一个点O记为第记为第1个点，图中的个点，图中的B是打点计是打点计时器打下的第时器打下的第9个点因此他用个点因此他用vB=gt计算跟计算跟B点对应的点对应的物体的即时速度，得到动能的增加量为物体的即时速度，得到动能的增加量为

20、_，这，这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量_动能的增加量（填动能的增加量（填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”），），原因原因是是 。（3）解：）解：m/s57116089.gtvB m.mvEBk231212 kPEE 1.23m小于小于v是按照自由落体计算的，因为有阻力，对应的下落是按照自由落体计算的，因为有阻力，对应的下落速度比实际测得的速度要大。速度比实际测得的速度要大。练习练习1、某同学利用如图所示的实验装置验证机械能、某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律弧形轨道末端水平，离地面的高度为守恒定律弧形轨道末端水平，离地面

21、的高度为H将钢球从轨道的不同高度将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为落点距轨道末端的水平距离为s 若轨道完全光滑，若轨道完全光滑，s2与与h的理论关系应满足的理论关系应满足s2（用（用H、h表示）表示）hHs解析解析:(1)根据机械能守恒根据机械能守恒,可得离开轨道时速度为可得离开轨道时速度为 hHg/Hghtvs4220 4Hh gh2由平抛运动知识可求得时间为由平抛运动知识可求得时间为 g/Ht2 hHs42 该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h（10-1m）2.003.004.005.00

22、6.00s2（10-1m2）2.623.895.206.537.78请在坐标纸上作出请在坐标纸上作出s2h关系图关系图对比实验结果与理论计算得到的对比实验结果与理论计算得到的s2h关系图线关系图线（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率平抛出的速率 （填（填“小于小于”或或“大于大于”）理论值）理论值246024681014h/10-1ms2/10-1m2135712理论理论从从s2h关系图线中分析得出关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可著，你认为造成上述偏差的可能原因是能原

23、因是 s2h关系图见右图示；关系图见右图示；小于小于 摩擦，转动摩擦，转动 解见下页解见下页（4）由于客观上，轨道与小球间存在摩擦，机械）由于客观上，轨道与小球间存在摩擦，机械能减小，因此会导致实际值比理论值小。小球的能减小，因此会导致实际值比理论值小。小球的转动也需要能量维持，而机械能守恒中没有考虑转动也需要能量维持，而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成转动能的这一部分，也会导致实重力势能转化成转动能的这一部分，也会导致实际速率明显小于际速率明显小于“理论理论”速率（这一点，可能不速率（这一点，可能不少同学会考虑不到）。少同学会考虑不到）。（3）从图中看，同一）从图中看，同一h下的下的s2值

24、，理论值明显大值，理论值明显大于实际值，而在同一高度于实际值，而在同一高度H下的平抛运动水平射下的平抛运动水平射程由水平速率决定，可见实际水平速率小于理论程由水平速率决定，可见实际水平速率小于理论速率。速率。练习练习2、某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机、某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如下，当有不透光械能守恒定律，实验的简易示意图如下，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间的挡光时间.所用的西瓯所用的西瓯XDS-007光电门传感器可光电门传感器可透明直尺透明直尺21345h1h2

25、h3h4黑磁带黑磁带计算机计算机 测的最短时间为测的最短时间为0.01ms.将挡光效果将挡光效果好、宽度为好、宽度为d3.8103m的黑色的黑色磁带贴在透明直尺磁带贴在透明直尺上，从一定高度由上，从一定高度由静止释放，并使其静止释放，并使其竖直通过光电门竖直通过光电门.it iitdv 2122121MvMvEiki (10-3s)(ms-1)hi（m）Mghi11.213.1321.153.310.58M0.060.58M31.003.782.24M0.232.25M40.954.003.10M0.323.14M50.900.41某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间某同学测得各段黑色磁带通

26、过光电门的时间ti与图与图中所示的高度差中所示的高度差hi，并将部分数据进行了处理，结，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示。（取果如下表所示。（取g9.8m/s2，注：表格中，注：表格中M为直为直尺质量）尺质量）（1）请将表格中数据填写完整）请将表格中数据填写完整4.224.00M或或4.01M4.01M （2）从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的）从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用瞬时速度是利用 求出的，请你简要分析该同学这求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是：样做的理由是：（3）通过实验得出的结论是：）通过实验得出的结论是：（4）根据该实验请你判断下列）根据

27、该实验请你判断下列Ekh图象中正确图象中正确的是的是 （）iitdv AEkEkEkEkOOOOhhhhBCD 瞬时速度等于极短时间或极短位移瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度内的平均速度 在误差允许的范围内，在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量重力势能的减少量等于动能的增加量Cmghmv 221 练习练习3、某研究性学习小组用如图（、某研究性学习小组用如图（a）所示装置验证）所示装置验证机械能守恒定律让一个摆球由静止开始从机械能守恒定律让一个摆球由静止开始从A位置摆位置摆到到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即恒

28、，即 直接测量摆球到达直接测量摆球到达B点的速度点的速度v比较困难现让小球在比较困难现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动，点处脱离悬线做平抛运动，利用平抛的特性来间接地测出利用平抛的特性来间接地测出v如图（如图（a）中，悬点正下方）中，悬点正下方P点处放有水平放置炽热的点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出作平抛运动在地面上放上白纸，由于惯性向前飞出作平抛运动在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹面白纸上留下痕迹用重锤

29、线确定出用重锤线确定出A、B点的投影点点的投影点N、M重复实验重复实验10次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点痕迹如图（痕迹如图（b）所示，图中米尺水平放置，零刻度线）所示，图中米尺水平放置，零刻度线与与M点对齐用米尺量出点对齐用米尺量出AN的高度的高度h1、BM的高度的高度h2，算出算出A、B两点的竖直距离，再量出两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离之间的距离x，即可验证机械能守恒定律已知重力加速度为，即可验证机械能守恒定律已知重力加速度为g，小球的质量为小球的质量为m（单位：单位：cm）6070米尺米尺记录纸记录纸(b)CABMNP

30、（a）（1）根据图（）根据图（b）可以确定小球平抛时的水平射程）可以确定小球平抛时的水平射程为为 cm（2）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0=（3）用测出的物理量表示出小球从）用测出的物理量表示出小球从A到到B过程中，过程中，重力势能的减少量重力势能的减少量EP=，动能的增，动能的增加量加量EK=65.022hgx mg(h1 h2)224hmgx（单位：单位：cm）6070米尺米尺记录纸记录纸(b)落下，拖动纸带通过打点计落下，拖动纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，带上的点的痕迹进行测量，即

31、可验证机械能守恒定律。即可验证机械能守恒定律。练习练习5、用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。、用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，有交流（频率为实验所用的电源为学生电源，有交流（频率为50Hz）和直流两种输出重锤从高处由静止开始和直流两种输出重锤从高处由静止开始打点计时器打点计时器纸带纸带夹子夹子接电源接电源重物重物夹子夹子（1）一同学按如下步骤进行实验：）一同学按如下步骤进行实验：A用天平测量出重锤的质量；用天平测量出重锤的质量；B按图示的装置安装器件；按图示的装置安装器件；C将打点计时器接到电源的直流输出端上；将打点计时器接到电源的直流输出端上；D先接通

32、电源，后释放悬挂纸带的夹子，打出一条先接通电源，后释放悬挂纸带的夹子，打出一条纸带；纸带；E换用纸带，重复步骤换用纸带，重复步骤 D；F选取合适的纸带；选取合适的纸带；G测量所选纸带上某些点之间的距离；测量所选纸带上某些点之间的距离；H根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。势能是否等于增加的动能。指出其中没有必要进行的步骤是指出其中没有必要进行的步骤是；操作不恰；操作不恰当的步骤是当的步骤是。AC（2）利用这个装置也可以测量重锤的加速度数值。这）利用这个装置也可以测量重锤的加速度数值。这位同学打出的纸带如图所示，位同学打出的

33、纸带如图所示，A点为打下的第一个点，点为打下的第一个点，0、1、2、3、4、5、6为连续的计数点，现测得为连续的计数点，现测得s1、s2、s3、s4、s5、s6分别为分别为4.03 cm、4.42 cm、4.80 cm、5.18 cm、5.57 cm、5.95 cm，请你根据这条纸带推算此落体，请你根据这条纸带推算此落体过程的加速度过程的加速度a为为 m/s2。(保留三位有效数字保留三位有效数字)s1s3s4s5s6602345As21解：解：2222321654m/s58906010251370163.).()T()sss()sss(a 9.58（3）某同学根据第）某同学根据第(2)问求得的

34、加速度数值计算重力问求得的加速度数值计算重力势能的变化量势能的变化量EP ，验证机械能守恒定律。试分析，验证机械能守恒定律。试分析其合理性。其合理性。答：不合理由于阻力的存在，第（答：不合理由于阻力的存在，第（2）问中求得的）问中求得的结果不是当地的重力加速度，不能用它来计算重力势结果不是当地的重力加速度，不能用它来计算重力势能的改变量能的改变量 练习练习6、用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖和直流电两种。重锤

35、从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。即可验证机械能守恒定律。（1）（）（4分）下面列举了该实验的几个操作步骤：分）下面列举了该实验的几个操作步骤：A.按照图示的装置安装器件；按照图示的装置安装器件；B.将打点计时器接到电源的将打点计时器接到电源的“直流输出直流输出”上；上；C.用天平测出重锤的质量；用天平测出重锤的质量；D.释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；开关打出一条纸带；打打 点点计时器计时器纸带纸带重物重物夹子夹子E.测量纸带上

36、某些点间的距离；测量纸带上某些点间的距离；F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。势能是否等于增加的动能。其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，将其选其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因。项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因。.答：答：步骤步骤B是错误的。应该接到电源的交流输出端。是错误的。应该接到电源的交流输出端。步骤步骤D是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带。步骤再释放纸带。步骤C不必要，因为根据测量原理，不必要，

37、因为根据测量原理，重锤的动能和势能中都包含了质量重锤的动能和势能中都包含了质量m，可以约去。，可以约去。（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的数值。如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点的连续的五个点A、B、C、D、E，测出，测出A距起始点距起始点O的距离为的距离为s0，点，点AC间的距离为间的距离为s1，点，点CE间的距离为间的距离为s2，使用交流电的频率为使用交流电的频率为f，根据这些条件计算重锤下落，根据这些条件计算重锤下落的加速度的加速度a_。As2s1BCDEs0O答：答：421

38、2f)ss(a （3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小。若已知当地重力加速度公该实验装置测阻力的大小。若已知当地重力加速度公认的较准确的值为认的较准确的值为g，还需要测量的物理量是，还需要测量的物理量是 。试用这些物理量和上图纸带上的。试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力 大小大小F 。重锤的质量重锤的质量m4212f)ss(gm