验证机械能守恒定律●实验目的和原理 该实验的目的是验证物体只有重力做功时，机械能守恒.当物体做自由落体运动时,只有重力做功,增加的动能应等于减少的重力势能,即验证|ΔEk|=|ΔEp|.mv2=mgh.●实验装置及要求实验装置如图 6-5-1 所示，因实验中要测重锤下落的高度 h 和下落过程中的速度 v,故采用“留迹法”记录下重锤下落过程中的各个位置，打点计时器、纸带等装置作用即在此,因该实验中比较的是重锤自由落下一定高度时的 ΔEk和 ΔEp的大小关系,因而需要记下重锤下落的初始位置.实验时先用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器的地方,然后给打点计时器接通电源,待振动稳定时再放开纸带.图 6-5-1●数据处理为使实验原理更简单,让振针打第一个计数点的初速度为零，须挑选纸带上第一、二两点间的距离接近 2 mm,使 ΔEk= mv2-0,在纸带上记下该点的位置 O，并在纸带上从离位置 O 较远处开始依次选取几个连续的点 1、2、3……并用刻度尺依次测出各点到位置O 的距离.如图 6-5-2 所示，这些距离就是重锤从静止开始运动到点 1、2、3……时下落的高度 h1、h2、h3……利用匀变速直线运动的物体中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度求出各点对应的重锤速度 vn= ，比较重锤下落各不同高度时增加的动能 mvn2和减少的重力势能 mghn是否相等，从而验证机械能是否守恒.图 6-5-2●误差分析因重锤自由下落时忽略阻力作用，所以在实验中应尽量减小由于纸带的阻力产生的系统误差.实验中，应选用密度较大些的重锤以减小空气对纸带的阻力，打点计时器应竖直架稳固定,纸带竖直拿高以减小限位孔对纸带的阻力，复写纸应放在纸带的上面使振针间接接触纸带,以减小振针对纸带的阻力，有条件的最好选用电火花计时器.另外 g要取当地的重力加速度，若未指明,则 g 取 9.8 m/s2.由于测量长度带来的是偶然误差，减小该误差的办法是在测量下落高度时，一是选取的各计数点要离起始点 O 远些，可减小由于测物体下落高度 h 带来的相对误差；二是多测几次取平均值.●注意事项1.由于 mvn2=mghn式中都含有 m，因此本实验中不需要测重锤的质量 m.2.实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源，让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的小点.3.因重物自由下落时的加速度较大，每两个计数点间的时间间隔不一定取连打 5 个点的时间间隔为计时单位.●重点、难点、疑点剖析【例 1】 在“验证机械能守恒定律...
