实验六 验证机械能守恒定律1．实验目的验证机械能守恒定律。2．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，则其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，如图所示。3．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)。4．实验步骤(1)仪器安装将检查、调整好的打点计时器按如图所示装置图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 3～5 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，由于重物重力势能的变化是绝对的，处理纸带上的数据时，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。5．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。将实验数据代入 ghn和 v，如果在实验误差允许的范围内，ghn＝v，则验证了机械能守恒定律。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 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，则验证了机械能守恒定律。6．...
