第 6 讲 实验：验证机械能守恒定律微知识 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)当只有重力做功时，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。据此，做自由落体运动的物体，只受重力作用，其机械能是守恒的。质量为 m 的物体自由下落，位置从 A 到 B 下降 h 高度时，若速度由 vA变为 vB，应有 mghAB＝mv－mv。(2)如图所示，借助电火花计时器打出的纸带，测出物体自由下落的高度 h 和该时刻的速度 v。打第 n 个计数点时的瞬时速度等于以该时刻为中间时刻的某一段时间内的平均速度，即 vn＝或 vn＝。(T 为相邻计数点间的时间间隔)3．实验器材铁架台(带铁夹)，电火花计时器(或电磁打点计时器)，重锤(带纸带夹)，纸带，复写纸片，导线，毫米刻度尺，低压交流电源。4．实验步骤(1)按图所示将装置竖直架稳。(2)手提纸带让重锤靠近打点计时器，待接通电源后，再松开纸带。(3)换几条纸带，重做上述实验。(4)选取点迹清晰的纸带测量① 在纸带上任意选取相距较远的两点 A、B，测出两点之间的距离 hAB。② 利用公式计算出 A、B 两点的速度 vA、vB。(5)比较 ΔEp＝mghAB 和 ΔEk＝mv－mv 是否近似相等。(6)得出实验结论。5．注意事项(1)应尽可能控制实验条件，即应满足机械能守恒的条件，这就要求尽量减小各种阻力的影响，采取的措施有：① 安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直，以减小摩擦阻力。② 应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小。(2)实验中，提纸带的手要保持不动，且保证纸带竖直。接通电源后，等打点计时器工作稳定后再松开纸带。(3)验证机械能守恒时，可以不测出物体质量，只要比较 v 和 ghn是否相等即可验证机械能是否守恒。(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，纸带也不易过长，有效长度可在 60～80 cm 之间。(5)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，况且用 vn＝gtn计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的错误结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，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。6．误差分析(1)本实验中因重物和...
