第 29 讲 验证机械能守恒定律基础命题点 课本原型实验一、实验目的验证机械能守恒定律。二、实验原理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。若物体某时刻的瞬时速度为 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 gh 和 v2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。三、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)。四、实验步骤1．将调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。2．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。五、注意事项1．打点计时器要稳定地固定在铁架台上，两纸带限位孔调整到同一竖直平面内，以减小摩擦阻力。2．重物要选用密度大、体积小的物体，这样可以减小空气阻力的影响，从而减小实验误差。3．实验中，须保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带。4．测量下落高度时，为了减小测量值 h 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 60～80 cm 之间。5．不需测出物体质量，只需验证 v＝ghn即可。6．速度不能用 vn＝gtn或 vn＝计算，因为只要认为加速度为 g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，所以速度应从纸带上直接测量计算。同样的道理，重物下落的高度 h，也只能用刻度尺直接测量，而不能用 hn＝gt 或 hn＝计算得到。六、数据处理1．选纸带分两种情况：(1)如果根据 mv2＝mgh 验证，应选点迹清晰，打点成一条直线，且第 1、2 两点间距离小于或接近 2 mm 的纸带。若第 1、2 两点间的距离大于 2 mm，则可能是由于先释放纸带，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)如果根据 mv－mv＝mgΔh 验证，由于重力势能的变化是绝对的，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 两点间的距离是否接近 2 mm 就无关紧要了，只要后面的点迹清晰就可选用。2．测量计算瞬时速度在起始点标上 0，在以后各计数点依次标上 1、2、3……，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……。利用公式 vn＝计算...
