1、 实验 用 DIS 研究机械能守恒定律1、实验报告 (一）实验目的：研究动能和重力势能转化中所遵循的规律。 (二) 实验原理：将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器，测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律。(三) 实验器材：机械能守恒实验器、DIS（光电门传感器、数据采集器、计算机等）(四) 实验步骤：1、实验 1（1）卸下定位挡片，将摆锤置于 A 点释放后，观察它摆到左边最高点的位置，并记下该位置，观察是否 A 点与等高。（2）装上定位挡片于 P 点，再将摆锤置于 A 点释放后，观察它摆到左边
2、最高点的位置，并记下该位置。（3）将定位挡片依次放在 Q、R 点，重复实验步骤（2）观察、记录。（4）写出实验结论： 2、实验 2（1）连接 DIS 实验系统。（2）测量摆锤的直径及其质量并且输入软件界面内。（3）将光电门分别放在 B、 C、D 点，每次摆锤在 A 点释放，点击“数据计算” ，系统会自动显示 B、C、D 各点的重力势能、动能和机械能。（4）比较 A、B、C、D 各点的机械能数值，得出结论。(五) 实验记录：次 数 D C B A高 度 h/m 0.000 0.050 0.100 0.150速 度 v/ms-1势 能 Ep/J动 能 Ek/J机 械 能 E/J(六) 实验结论：写
3、出机械能守恒定律： (七) 实验误差分析：2、实验注意事项1实验中 A、B、C、D 四点高度为 0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认，不必输入2摆锤每次均从 A 点无初速释放， A 点位置不能移动。3光电门传感器定位的顺序是 D、C、B，不能颠倒，且光电门传感器定位要正确。4摆线不易伸长的线，如单根尼龙丝、胡琴丝或蜡线。且摆锤在 A 点静止时摆线不能松驰三、误差分析1空气阻力使摆锤的机械能有所减少2A、B、C、D 四点定位有误差，使高度的值有误差，引起测得的重力势能有误差3摆线在 D、C、B 位置均有不同程度的伸长量四、参考习题1、 用 DIS 研究机械能守恒
4、定律的实验中：（1） （多选题）下列说法中正确的是：（ ） BC（A）摆锤每次都必须从摆锤释放器的位置以不同的速度向下运动（B）必须测定摆锤的直径（C）摆锤下落的高度可由标尺盘直接测定（D）定位挡片的作用是改变摆锤的机械能（2）某同学实验得到的数据界面如图2所示，在数据要求不太高的情况下，可得出结论：只有重力做功的情况下，物体的机械能保持守恒理由是： （计算出摆锤在 A、B、C、D 四点的机械能分别为1.12510 -2J、1.1110 -2J、1.0810 -2J、1.0510 -2J，各点机械能大小基本一致）（3）经过仔细研究数据发现，摆锤从 A 到 D 的过程中机械能 ，造成这种情况的原
5、因主要是 （逐渐减小，摆锤克服空气阻力做功消耗一定的机械能 ）2将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器，测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律。实验中 A、B、C、D 四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认，不必输入。现某位同学要测定摆锤在 D 点的瞬时速度。其实验装置如图（ 1）所示，接着他点击“开始记录”，同时让摆锤从图中所示位置释放，计算机将摆锤通过光电门传感器的速度自动记录在表格的对应处，如图（2） 。请指出该同学实验中的错误之处： 摆图（2）中
6、计算机记录的数据与真实值相比将（填“偏大” 、 “偏小”或“仍准确” ）答案： 光电门传感器未放在标尺盘最低端的 D 点；摆锤释放器未置于 A 点偏小3、某同学用 DIS 研究“机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，在一次实验中，选择DIS 以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（b）所示图象的横轴表示小球距 D点的高度 h，纵轴表示摆球的重力势能 Ep、动能 Ek或机械能 E试回答下列问题：图（b）的图象中，表示小球的重力势能 Ep、动能 Ek、机械能 E 随小球距 D 点的高度 h变化关系的图线分别是 （按顺序填写相应图线所对应的文字） 根据图（b）所示的实验图象，可以得出的结论 （
7、乙、丙、甲；在实验误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒）*三、误差分析1空气阻力使摆锤的机械能有所减少2A、B、C、D 四点定位有误差，使高度的值有误差，引起测得的重力势能有误差3摆线在 D、C、B 位置均有不同程度的伸长量偏小： 摆锤释放的位置在 AB 之间 电光门没有放在 D 点 摆锤在运动中受到空气阻力的影响（摆锤克服空气阻力做工消耗一定的机械能）D 点机械能偏小的原因 ： 摆锤克服空气阻力做工消耗一定的机械能*结论：只有重力做功的情况下，机械能守恒*用光电门传感器测量瞬时速度的原理：极短时间内的平均速度接近瞬时速度*实验中每次静止释放摆锤的高度应相同（在 A 点静止释放）先测 D，B ，C。
