第九节 实验：验证机械能守恒定律[学生用书 P87]一、实验目的 利用自由落体运动验证机械能守恒定律． 二、实验原理1．如图甲所示，借助打点计时器打出的纸带，测出物体自由下落的高度 h 和该时刻的速度 v，以纸带上的第 n 个点为例，如图乙中的纸带，打第 n 个计数点时的瞬时速度等于以该时刻为中间时刻的某一段时间内的平均速度．即 vn＝＝. 甲 乙 2．物体下落的高度为 h 时速度为 v，则物体的重力势能减小量为 mgh，动能增加量为mv2，如果 mgh＝mv2，即 gh＝v2，就验证了机械能守恒定律． 三、实验器材铁架台(带铁夹)，打点计时器，重物(带纸带夹子)，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，学生电源． 四、实验步骤1．安装置：将打点计时器固定在铁架台上；用导线将打点计时器与低压交流电源相连接．2．接电源，打纸带：把纸带的一端在重物上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近，接通电源，待打点稳定后松开纸带，让重物自由下落．重复几次，打下 3～5 条纸带．3．选纸带：选取点迹较为清晰且有两点间的距离约为 2 mm 的纸带，把纸带上打出的两点间的距离为 2 mm 的第一个点作为起始点，记作 O，在距离 O 点较远处再依次选出计数点1、2、3…4．测距离：用刻度尺测出 O 点到点 1、2、3…的距离，即为对应下落的高度 h1、h2、h3…五、数据处理1．计算各点对应的瞬时速度记下第 1 个点的位置 O，在纸带上从离 O 点适当距离开始选取几个计数点 1、2、3…并测量出各计数点到 O 点的距离 h1、h2、h3…再根据公式 vn＝，计算出 1、2、3、4、…n 点的瞬时速度v1、v2、v3、v4、…vn.2．机械能守恒的验证法一：利用起始点和第 n 点．从起始点到第 n 个计数点，重力势能减少量为 mghn，动能增加量为 mv，计算 ghn和 v，如果在实验误差允许的范围内 ghn＝v，则机械能守恒定律得到验证．法二：任取两点 A、B.从 A 点到 B 点，重力势能减少量为 mghA－mghB，动能增加量为 mv－mv，计算 ghAB和 v－v，如果在实验误差允许的范围内 ghAB＝v－v，则机械能守恒定律得到验证．法三：图象法．计算各计数点 v2，以 v2为纵轴，以各计数点到第一个点的距离 h 为横轴，根据实验数据绘出 v2－h 图线．若在误差许可的范围内图象是一条过原点且斜率为 g 的直线，则验证了机械能守恒定律．1 六、误差分析1．偶然误差：测量相关长度时带来的，减...
