实验六 验证机械能守恒定律(对应学生用书第 97 页)一、实验目的验证机械能守恒定律．二、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．速度的测量：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度 vt＝2t.计算打第 n 个点瞬时速度的方法是：测出第 n 个点的相邻前后两段相等时间 T 内下落的距离 xn和 xn＋1，由公式 vn＝或 vn＝算出，如图实61 所示．图实61三、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．仪器安装按图实62 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．图实622．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)如果根据 mv2＝mgh 验证时，应选点迹清晰，打点成一条直线，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)如果根据 mv－mv＝mgΔh 验证时，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 两点间的距离是否为 2 mm 就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用．五、数据处理1．求瞬时速度由公式 vn＝可以计算出重物下落 h1、h2、h3…的高度时对应的瞬时速度 v1、v2、v3、…2．验证守恒方法一：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范围内，ghn＝v，则说明机械能守恒定律是正确的．方法二：任取两点 A、B 测出 hAB，算出 ghAB和的值，如果在实验误差允许的范围内，ghAB＝v－v，则说明机械能守恒定律是正确的．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 v2h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...
