第 9 节 实验：验证机械能守恒定律 一、实验目的验证机械能守恒定律．二、实验原理在只有重力作用的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总机械能守恒．方法 1：若某一时刻物体下落的瞬时速度为 v，下落高度为 h，则应有 mgh＝mv2，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度 h 和该时刻的瞬时速度 v，即可验证机械能是否守恒．方法 2：任意找两点 A、B，分别测出两点的速度大小 vA、vB以及两点之间的距离 d.若物体的机械能守恒，应有 ΔEp＝ΔEk.测定第 n 点的瞬时速度的方法是：测出第 n 点的前、后相邻的两段相等时间 T 内下落的距离 sn和 sn＋1，由公式 vn＝，或由 vn＝算出．三、实验器材铁架台(带铁夹)，打点计时器，重物(带纸带夹子)，纸带数条，复写纸片，导线，毫米刻度尺．除了上述器材外，还必须有学生电源(交流 4～6 V)．四、实验步骤1．按图 7－9－1 把电火花打点计时器安装在铁架台上，用导线把电火花打点计时器与学生电源连接好．图 7－9－12．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，并使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近．3．实验中，需保持提纸带的手不动，待接通电源，打点计时器工作稳定后才松开纸带让重物带着纸带自由下落．4．重复几次，得到 3～5 条打好点的纸带．5．在打好点的纸带中挑选点迹清晰且第 1、2 两计时点间距离接近 2 mm 的一条纸带，在起始点标上 O，再在相距距离较大处开始，选取相邻的几个计数点依次标上 1,2,3……用刻度尺测出对应下落的高度 h1、h2、h3……6．应用公式 vn＝计算各点对应的即时速度 v1、v2、v3……用心 爱心 专心17．计算各点对应的势能减少量 mghn和动能增量 mv，进行比较，并讨论如何减小误差．五、注意事项1．打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力．2．实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源，让打点计时器工作正常后才松开纸带让重物下落，以保证第一个点是一个清晰的小点．3．选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近 2 mm 的纸带．4．测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能搞错，为了减小测量值 h 时的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些，纸带也不宜过长，有效长度可在 60 cm～80 cm 以内．5．因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量．六、误差分析...
