实验六 验证机械能守恒定律目录课前预习·基础落实课堂互动·考点突破课前预习·基础落实【实验目的】验证机械能守恒定律。【实验原理】1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的机械能保持不变。若物体某时刻瞬时速度为 v，下落高度为 h，则重力势能的减少量为 mgh，动能的增加量为mv2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律。2．计算打第 n 个点速度的方法：测出第 n 个点与相邻前后点间的距离 xn和 xn＋1，由公式 vn＝或vn＝算出，如图实Ⅵ－1 所示。图实Ⅵ－1【实验器材】铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)。【实验过程】一、实验步骤1．安装置：按图实Ⅵ－2 所示将检查、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 次～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 两点间距离小于或接近 2 mm 的纸带。若 1、2 两点间的距离大于 2 mm，这是由于先释放纸带、后接通电源造成的。这样，第 1 个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选。(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，这样纸带上打出的第 1、2 两点间的距离是否为 2 mm 就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用。二、数据处理方法一：利用起始点和第 n 点计算，代入 ghn和 v，如果在实验误差允许的条件下，ghn和 v 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 ghAB。(2)算出 v－v 的值。(3)在实验误差允许的条件下，若 ghAB＝v－v，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，根据实验数据绘出 v2－h 图线。若在误差允许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。【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(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...
