第六讲 实验六 验证机械能守恒定律1．实验目的：学会用打点计时器验证机械能守恒定律的实验方法和技巧． 2．实验原理：在只有__________的自由落体运动中，物体的____________可以相互转化． 但总的机械能守恒，若物体某时刻瞬间速度为 v，下落高度为 h，恒有 mgh=mv2/2 故只需借助打点计时器，测出重物某时刻的__________和该时刻的_____________即可验证机械能是否守恒． 3．实验器材：铁架台(带铁夹)、打点计时器、重锤(带纸带夹子)、纸带、复写纸片、__________、导线、低压交流电源．4.实验过程：（见复习指导）一、实验过程 (1) 按图 4-6-1 所示把打点计时器安装在铁架台上，连好电源．(2) 把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器限位孔; 用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近． (3) 接通电源，先打开打点计时器的开关，后松手让重锤带着纸带自由下落． (4) 重复几次，得到 3～5 条打好点的纸带． 二、注意事项 (1) 安装打点计时器时，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，必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接通电源：让打点计时器工作稳定后再松开纸带，以保证第一点是一个清晰的点． (3) 测量高度 h 时，应从起始点算起，为减小 h 的相对误差，选取的计数点要离起始点远些，纸带不宜过长，有效长度可 60～80 cm． (4) 因为是通过比较 mv2/2 和 mgh 是否相等验证机械能是否守恒，故不需要测量重锤的质量．三、数据处理 在已经打好的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起始点标上 O，以后各点依次标上 1, 2, 3, …用刻度尺测出对应下落高度1h 、 2h 、 3h …，计算各点对应的瞬时速度 1v 、 2v 、 3v…，计算瞬时速度时应注意，可以测出第 n 点的相邻前后两段相等时间 T 内下落的距离ns和1ns, 由公式Tssvnnn21计算出，或由公式Thhvnnn211 计算出第 n 点的瞬时速度，然后计算各点对应的势能减少量 mghn和动能增量 mvn2/2 进行比较． 计算时不需要测量出重锤质量 m． 这个实验也可以用纸带上任意两点，第 N 点和第 N+M 点的机械能总量是否相等来验证机械能守恒定律，仍先计算出各点对应的下落高度 h1、h2、h ３…hN…hN+M…方法同上，再计算出各点对应的瞬时速度，v1、v2、v3…vN…vN+M…方法同上，然后计算打 N 点时机械能总量EN=mvn2/2+mghn和 N+M 点机械能总量 EN+M=mvN+M2/2+m...
