图 1图 2实验六 验证机械能守恒定律一、实验目的通过实验验证机械能守恒定律.二、实验原理如图 1 所示,质量为 m 的物体从 O 点自由下落,以地面作为零重力势能面,如果忽略空气阻力,下落过程中任意两点 A 和 B 的机械能守恒即 mv+mghA=mv+mghB上式亦可写成 mv-mv=mghA-mghB.等式说明,物体重力势能的减少等于动能的增加.为了方便,可以直接从开始下落的 O 点至任意一点(如图 1 中 A 点)来进行研究,这时应有:mv=mgh,即为本实验要验证的表达式,式中 h 是物体从 O 点下落至 A 点的高度,vA是物体在 A 点的瞬时速度.三、实验器材打点计时器,低压交流电源,带有铁夹的铁架台,纸带,复写纸,带夹子的重物,刻度尺,导线两根.四、实验步骤1.安装置:按图 2 将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上,接好电路.2.打纸带:将纸带的一端用夹子固定在重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方.先接通电源,后松开纸带,让重物带着纸带自由下落.更换纸带重复做 3~5 次实验.3.选纸带:分两种情况说明(1)用 mv=mghn验证时,应选点迹清晰,且 1、2 两点间距离略小于或接近 2 mm 的纸带.(2)用 mv-mv=mgΔh 验证时,由于重力势能的相对性,处理纸带时,选择适当的点为基准点,只要后面的点迹清晰就可选用.五、数据处理方法一:利用起始点和第 n 点计算代入 mghn和 mv,如果在实验误差允许的条件下,mghn和 mv 相等,则验证了机械能守恒定律.方法二:任取两点计算(1)任取两点 A、B 测出 hAB,算出 mghAB.(2)算出 mv-mv 的值.(3)在实验误差允许的条件下,若 mghAB=mv -mv,则验证了机械能守恒定律.方法三:图象法从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点的下落高度 h,并计算各点速度的平方 v2,然后以 v2为纵轴,以 h 为横轴,根据实验数据作出 v2-h 图线.若在误差允许的范围内图线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.六、误差分析1.本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(如空气阻力、打点计时器阻力)做功,故动能的增加量 ΔEk稍小于重力势能的减少量 ΔEp,即 ΔEk<ΔEp,这属于系统误差.改进的办法是调整器材的安装,尽可能地减小阻力.2.本实验的另一个误差来源于长度的测量,属偶然误差.减小误差的办法是测下落距离时都从 0 点量起,一次将各打点对应...