验证机械能守恒定律【实验过程】1.安装置:按图示将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 3～5 次实验。3.选纸带:在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带,在起点标上 0,以后各点依次标上1、2、3、4……用刻度尺测出对应下落高度 h1、h2、h3、h4……【数据处理】1.求瞬时速度:由公式 vn=可以计算出重物下落 hn的高度时对应的瞬时速度vn。2.验证守恒:方法一:利用起始点和第 n 点计算。代入 mghn和 m,如果在实验误差允许的条件下 mghn和 m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 mghAB。(2)算出 m- m的值。(3)在实验误差允许的条件下,若 mghAB= m- m成立,则验证了机械能守恒定律。方法三:采用图像法。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。【误差分析】误差产生原因减小方法偶然误差测量长度带来的误差(1)测量距离时就应从计数 0 点量起,且选取的计数点离0 点远些(2)多次测量取平均值系统误差重物和纸带下落过程中存在阻力(1)打点计时器安装稳固,并使两限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦阻力(2)选用质量大、体积小的物体作重物,以减小空气阻力的影响【注意事项】1.安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直线上以减小摩擦阻力。2.重物应选用质量和密度较大、体积较小的物体以减小空气阻力的影响。3.应先接通电源,让打点计时器正常工作后,再松开纸带让重物下落。4.纸带长度选用 60 cm 左右为宜,应选用点迹清晰的纸带进行测量。5.本实验不必称出重物质量。
