七、实验：验证机械能守恒定律

●实验目的:

学会用打点计时器验证验证机械能守恒定律的实验方法和技能。

●实验器材:

打点计时器、纸带、复写纸、低压电源、重物(附纸带夹子)、刻度尺、铁架台(附夹子)、导线。

●实验原理:

只有重力做功的自由落体运动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。利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度，计算出瞬时速度，即可验证物体重力势能的减少量与物体动能的增加量相等。

●实验步骤:

1、将打点计时器固定在支架上，并用导线将打点计时器接在交流电源上;

2、将纸带穿过打点计时器，纸带下端用夹子与重物相连，手提纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方;

3、接通电源，松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打下一系列小点;

4、重复实验几次，从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的纸带进行测量;

5、记下第一个点的位置O，在纸带上选取方便的个连续点1,2,3,4,5，用刻度尺测出对应的下落高度h1,h2,...;

6、用公式计算各点对应的瞬时速度;

7、计算各点对应的势能减少量和动能增加量，进行比较。

八、机械能守恒定律

机械能包含动能和势能(重力势能和弹性势能)两部分，即E=Ek+Ep。

机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变，即

E1=E2

Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

ΔEk=-ΔEp

ΔE1=-ΔE2.

机械能守恒条件:

做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功;外力不做功或外力做功的代数和为零;系统内如摩擦阻力对系统不做功。

能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化;只有系统内能量的交换，没有与外界的能量交换。

运用机械能守恒定律解题步骤：

①确定研究对象及其运动过程;

②分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功，判断机械能是否守恒;

③恰当选取参考面，确定研究对象在运动过程中始末状态的机械能;

④列方程、求解。