机械能守恒定律实验探究VIP专享VIP免费

7图8图O0S机械能守恒定律实验探究 一、打点计时法验证机械能守恒定律（1）实验方法介绍：实验装置如图 6 所示,接通打点计时器的电源后松开纸带,让重物拖着纸带自由下滑,纸带上打下一系列小点.取下纸带,舍弃前面过分密集的点,从比较清楚的地方开始取四个连续的相等的时间间隔T(T=0.02 秒)．标上 A、B、C、D、E(如图 7),并且用米尺测出每个时间间隔 T 中，重物的位移s1,s2,s3,s4.计算出 B、C、D 点通过打点器时重物的速度 vB=(s1+s2)/2T,vC=(s2+s3)/2T,vD=(s3+s4)/2T.以 D 点经过打点器时重物所在的高度为零势面,如果有 即可以认为重物在下落过程中机械能守恒.（2）实验过程中一些问题的思考① 实验中在什么情况下要挑选一根第 l、2 个点之间的距离最接近 2mm 的纸带进行数据处理？图 8 中 O 点为打点计时器在纸带上打出的第 1 个点，若此时纸带刚好静止，选择 OC 两点测量．重力势能的减少为mgS0，动能的增加为12 mvC2．若mgS0=12 mvC2，则机械能守恒定律得到验证．如用上述方法进行机械能守恒的验证，则要求 O 点对应的纸带速度为零．第 l、2个点之间的距离为12 gT 2=12⋅9.8⋅0.022=1.96 mm．即选择 l、2 个点之间的距离最接近 2mm 的纸带，能保证纸带的初速几乎为零．若用图 7 中的处理方法，对第 l、2 个点之间的距离可不做要求．② 该实验中纸带的计数点为什么不采用每 5 个点取一个计数点？若纸带上能打满 12 个点，则有 11 个间隔，12 个点的距离等于112⋅12 gT 2=23.7 cm．再考虑连接重锤的纸带长度，纸带长度已经达到 30cm 左右，这正是一般中学物理实验室给学生实验用的纸带长度（这样操作方便．考虑到学生的身高；仪器摆放的高度；电源开关的控制等）．所以从比较清楚的地方开始取四个连续的相等的时间间隔 T(每一个 T 是 0.02 秒)是计较适合的．③ 该实验的系统误差怎样？由于重锤下落过程受空气阻力以及纸带运动过程受到阻力．重力势能的减小并不完全转化为重锤的动能，所以本实验的系统误差为重力势能的减小量略大于重锤动能的增加量．二、用自制摆验证机械能守恒让一个摆球从 A 位置摆到 B 位置,如果不考虑空气的阻力与 0 轴的摩擦力,A 球的机械能应该守恒(如图 9),即 0.5m•v2=mg·h.直接测量 B 点的速度 v 比较困难,我们让小球在 B 点脱离悬绳作平抛运动,利用平抛的特性,来间接地测出小球落在 B 点的速度v .比较mgh 与12 mv2的值，以验证机械...