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验证机械能守恒定律的步骤?

124 2023-09-12 11:15

一、验证机械能守恒定律的步骤?

如下:步骤一:准备实验器材和测量工具,包括摆线器、挠度计、计时器、滑轮、弹簧测力计、电子秤、直尺等。步骤二:搭建实验装置。在一个直线轨道上固定一个滑轮,将一张弹簧垂直悬挂在滑轮的下方,上方悬挂一个质量为m1的重物,下方用一根细绳将弹簧挂在一个便于调整位置的支架上,至少保证距离地面在1.5米以上。将细绳的另一端拴上质量为m2的重物,可以通过给细绳加力使重物离开支架并沿着轨道运动。步骤三:在挠度计和滑轮之间放置一个直尺,用挠度计测量弹簧的初始长度,用直尺测量重物的初始高度h1和细绳的长度L。之后,用电子秤测量重物的质量,用弹簧测力计测量细绳所受拉力的大小F1。步骤四:将细绳扯出一段距离,使重物脱离支架并沿着轨道下落,同时用计时器记录下重物从离开支架到落地的时间T,并用挠度计测量弹簧的伸长量δ。步骤五:利用重力势能和动能的定义,计算重物在初始位置和落地时的重力势能E1和E2,以及在下落过程中的动能K。根据机械能守恒定律,Emech=E1+E2+K,在实验中检验机械能守恒定律是否成立。步骤六:重复实验数次,每次改变或测量一项物理量,验证机械能守恒定律的精度和可靠性。需要注意的是,在实验过程中,应避免磨擦和空气阻力对实验结果的影响,尽可能减小测量误差,提高实验数据的准确性。

二、验证机械能守恒定律的所有方法?

机械能守恒定律是指,在一个封闭系统内,机械能的总和(动能与势能之和)在任何时刻都保持不变。验证机械能守恒定律的方法如下:

1. 实验法

利用实验来观察和测量物体在运动过程中的动能和势能变化情况,并验证机械能守恒定律。例如,在一个光滑的斜面上,将一个小球从一定高度释放,通过测量小球在不同位置的速度和高度,可以计算出小球在运动过程中动能和势能的变化值,进而验证机械能守恒定律。

2. 数学分析法

通过分析物体在不同位置的动能和势能之间的关系,推导出机械能守恒定律。例如,在自由落体运动中,物体在高度h处的势能Ep为mgh,其动能Ek为(1/2)mv^2,因此机械能E=mgh+(1/2)mv^2,在任何时刻都保持不变。

3. 动力学方法

应用牛顿第二定律和功的定义,推导出机械能守恒定律。例如,在匀加速直线运动中,物体的动能和势能均不变,因此机械能守恒。

4. 能量转化方法

观察和分析物体在不同形式的能量之间的转化过程,推导出机械能守恒定律。例如,在弹簧振子中,物体的动能和弹性势能在来回运动中相互转化,因此机械能守恒。

综上所述,验证机械能守恒定律可以通过实验法、数学分析法、动力学方法和能量转化方法等多种途径。

三、为什么验证机械能守恒定律的实验?

机械能守恒定律的实验验证中,一般不涉及弹性势能,此时机械能守恒的条件是,在物体系统的运动过程中只有重力做功。这时只是重力势能与动能的相互转化,系统增加(或减小)的重力势能等于减少(或增加)的动能。

要用实验验证这一关系,需测出运动过程中物体系统内各物体的高度变化,从而计算系统重力势能的变化量,这可以用刻度尺测量。测需要测出系统中各物体的初、末速度,从而计算系统动能的变化量,这可以用打点计时器、光电门、速度传感器等测量,也可以利用其它物理规律测量。

完成此实验,

一是机械能守恒条件的创设,即让无弹性形变的物体系统只受重力这一外力的作用,或虽有非重力作用,但它们不做功;

二是测算出运动过程中两个状态间系统减少的重力势能与增加的动能;

三是比较与在误差范围内是否相等。由于空气阻力及摩擦力的不可避免,总有△Ep>△Ek。

实验室主要的验证方法有:物体自由落体运动法、小车在滑板上做匀加速法、小球做平抛运动法、利用DIS系统验证、两物体系统在竖直方向的匀加速运动等方法。虽然具体的操作方法不同,但都是设法获得运动过程的速度变化和高度变化信息,比较计算出机械能和动能变化来验证的。

四、验证机械能守恒定律实验加了,遮光器?

验证机械能守恒定律有遮光器就应该有光电计时器,用遮光器的宽度除以时间就是速度

五、验证机械能守恒定律实验应选怎样的细线?

做验证机械能守恒定律这个实验的注意事项: 本实验中不需要用天平秤重物的质量。先接通电源,再松开纸带,让重物自由下落。 重物应该选择体积比较小,质量比较大,密度比较大的物体。 他需要重新做实验,因为第一个点和第二个点的距离大约为2mm。理由如下: h=½gt²=½×10×0.02²m=2mm。

六、验证机械能守恒定律实验应选怎样的摆锤?

质量大一点,重力就很大,重力做功就比较多,而打点计时器和纸带间的摩擦力和重锤的质量无关,重力做功越大,摩擦力做功就越不起眼,达到可以忽在大部分的试验中需要较大的质量或惯性来克服阻力 并减小误差所以重锤大些 摩擦消耗的能量占总能量的比例较小 所以更为准确若验证 可选用小重锤实验 结果与大重锤实验有误差 并且较大

七、做验证机械能守恒定律这个实验要注意什么?

做验证机械能守恒定律这个实验的注意事项:

本实验中不需要用天平秤重物的质量。先接通电源,再松开纸带,让重物自由下落。

重物应该选择体积比较小,质量比较大,密度比较大的物体。

他需要重新做实验,因为第一个点和第二个点的距离大约为2mm。理由如下:

h=½gt²=½×10×0.02²m=2mm。

八、光电门 验证机械能守恒定律的表达式?

基本的公式是 Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 等号前的是初始状态的机械能,等号后的是末态的机械能。ΔE1=ΔE2,E减=E增,W=ΔE。

1机械能守恒定律表达式

机械能守恒定律

在只有重力或系统内弹力做功的物体系统内,物体的动能和势能可以相互转化,但机械能保持不变。

其数学表达式可以有以下两种形式:

过程式:

1.WG+WFn=∆Ek

2.E减=E增 (Ek减=Ep增 、Ep减=Ek增)

状态式:

1.Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(某时刻,某位置)

2.1/2mv12+mgh1=1/2mv22+mgh2[这种形式必须先确定重力势能的参考平面]

2机械能守恒定律的三种表达式

1.从能量守恒的角度

选取某一平面为零势能面,系统末状态的机械能和初状态的机械能相等。

2.从能量转化的角度

系统的动能和势能发生相互转化时,若系统势能的减少量等于系统动能的增加量,系统机械能守恒。

3.从能量转移的角度

系统中有A、两个物体或更多物体,若A机械能的减少量等于机械能的增加量,系统机械能守恒。

以上三种表达式各有特点,在不同的情况下应选取合适的表达式灵活运用,不要拘泥于某一种,这样解题才能变得简单快捷。

3机械能守恒定律的公式

基本的公式是 Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 等号前的是初始状态的机械能,等号后的是末态的机械能。

还有推导的有:

(1)ΔE1=ΔE2 等号前的是增加的机械能,等号后的是减少的机械能。

(2)W=ΔE W表示外力做的功,ΔE表示机械能的增加量。

(3)E减=E增 (Ek减=Ep增 、Ep减=Ek增)

九、验证机械能守恒定律中加速度镇魔曲?

加速度需要我们用实验数据计算,如果等于10,说明机械能守恒。

十、验证机械能守恒定律时,什么时候m不能允许?

未平衡摩擦力导致重物的重力势能一部分转化为小车动能,另一部分转化为克服摩擦力做的功,而这一部分的功不好求,就不好验证能量守恒了。对于小车的M要>>m是因为其实小车的重力不等于绳子的拉力,F=M/(M+m)乘mg,只有m相对很小时,前面的分式才能近似看成1