新教材实验-用DIS研究机械能守恒定律

学生实验用DIS研究机械能守恒定律第1页共3页用DIS研究机械能守恒定律实验目的研究动能和重力势能转化中所遵循的规律。实验原理分别测定摆锤在摆动过程中任意时刻的动能和势能，研究机械能的总量有什么特点。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）。实验1观察由同一位置释放的摆锤，当摆线长度不同时，摆锤上升的最大高度。如图所示，实验时先卸下“定位挡片”，将摆锤（圆柱形）置于A点，释放摆锤，观察它摆到学生实验用DIS研究机械能守恒定律第2页共3页左边最高点时的位置，用笔记下这个位置，看看这个高度与A点位置是否相同？装上定位挡片并置于P点位置，它对摆绳有阻挡作用。再次释放摆锤，同样观察摆锤向左摆起的最大高度，记下这个位置。依次将定位挡片下移至Q、R等位置，重复上述实验。做类似观察、记录。从实验结果可得出什么结论？实验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，进而研究势能与动能转化时的规律。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。若选用其他点，则需测量实际高度并输入数据。开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目中的“研究机械能守恒定律”，软件界面如图所示：测量摆锤的直径Δs及其质量m，将数据输入软件界面内。把光电门传感器放在标尺盘最底端的D点，并以此作为零势能点。摆锤置于A点，点击“开始记录”，同时释放摆锤，摆锤通过D点的速度将自动记录在表格的对应处。点击“数据计算”，计算D点的势能、动能和机械能。依次将光电门传感器放在标尺盘的C、B点，重复实验，得到相应的数据。比较上述实验结果中各位置的机械能，在实验误差允许范围内，看看有什么特点？从中可得出什么结论？相关习题1．（2008闸北期末）用DIS研究机械能守恒定律。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，求学生实验用DIS研究机械能守恒定律第3页共3页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）。（1）请指出该同学实验中的错误之处：。（2）图（2）中计算机记录的数据与真实值相比将（填“偏大”、“偏小”或“仍准确”）2．（2008年8校联考）如图所示是在“用DIS实验系统研究机械能守恒定律”的实验装置，完成下列有关问题：（1）本实验中，采用的传感器是（填写传感器名）。（2）本实验中，先选取零势能面再进行实验，则零势能面位置的选取对验证摆锤动能与重力势能之和为常数影响（选填“有”或“无”）。（3）每次都准确从同一位置静止释放摆锤，改变传感器安装的高度，以同一零势能面测得四个不同位置的重力势能和动能数据。观察表格不难发现，两者之和（机械能）随测量位置的不同而不断增加，可能的原因是。动能（×10－2J）重力势能（×10－2J）机械能（×10－2J）7.340.007.344.912.507.412.465.007.460.007.507.50ABc磁敏电阻××××××cdcbaadCD15105传感器摆锤图（1）