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学习水平：C级 实验性质：学生实验 学习要求： 6.1.7 设计“用DIS研究机械能守恒定律”的实验 ①知道实验目的； ②能设计实验方案； ③能参照设计的实验方案，独立完成相关操作； ④能根据实验数据得出结论 核心考点: 1.知道实验仪器的名称，了解光电门传感器测速原理； 2.知道实验的原理； 3.正确表述实验结论； 4.会区分E-h、Ep-h与Ek-h图像； 5.会误差分析。 一、 实验要求：《教学基本要求》P64 二、 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） 三、 实验原理： 分别测定摆球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。 本实验分成定性研究a和定量研究b两部分： a) 通过改变定位挡片的位置，改变摆锤向左摆动时摆绳的长度。观察摆锤每次摆到左边最高点时的位置与释放点位置的高度关系，只能定性地得到摆锤在这两个位置机械能相等的结论。 b) 通过DIS测定摆球在不同位置的瞬时速度，从而通过DIS软件求得摆球在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究重力势能与动能转化时的规律。 四、 实验操作注意事项 1. 实验中摆锤的直径Δs和其质量m由老师告知，直接通过键盘输入软件界面。 2. 实验中可测量计算机默认高度处（A、B、C、D）的机械能，也可自选其他位置并通过键盘输入所测量高度的数值。 3. 实验中A、B、C、D四点相对于摆锤最低点的高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m已由计算机默认，不必输入。 4. 若测量计算机默认高度处的机械能，光电门传感器定位的顺序是D、C、B。 5. 调整光电门的高度时要将光电门的红外线发射孔或接收孔的中心位置调节到所测量的高度。 6. 每次释放摆锤前摆线要拉直。 7. 实验中测量四个位置的速度需要摆球重复四次相同的运动，因此要求每次无初速度释放摆球，且释放位置保持不变。 五、 实验误差可能原因 1.空气阻力使摆锤的机械能有所减少。 2.摆线在D、C、B位置均有不同程度的伸长量。 3.A、B、C、D四点定位有误差，使高度值有误差，引起求得的重力势能有误差。 六、 例题精析 1．（多选）实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，标尺盘中A、B、C、D为摆锤的四个位置，各点与最低点D的高度差已由计算机默认。某组同学在实验中，得到的图像如图（b）所示。图像的横轴表示摆锤距D点的高度h，纵轴表示摆锤的重力势能Ep、动能Ek或机械能E。下列说法正确的是( ) （A）光电门传感器要分别放在D、C、B点进行重复操作。 （B）摆锤每次释放的高度要保持不变，且必须保证让摆锤的直径宽度遮挡红外发射孔 （C）图线甲表示摆锤的机械能E （D）图线乙表示摆锤的动能Ek 查询答案请输入：2019sy5 【实验视频】
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