核心提示:实验:验证机械能守恒定律一:实验目的及原理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,但总的机械能守恒;若物体某时刻瞬时速度为v,下落高度为h,则有:mgh=1/2mv2。故只需借助打点计时器,通过纸带测出重物某时刻下落高度为h和改时刻的瞬时速度,即可验证机械能是否守恒。实验需测的...
实验:验证机械能守恒定律
一:实验目的及原理
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,但总的机械能守恒;若物体某时刻瞬时速度为v,下落高度为h,则有:mgh=1/2mv2。故只需借助打点计时器,通过纸带测出重物某时刻下落高度为h和改时刻的瞬时速度,即可验证机械能是否守恒。
实验需测的物理量:一个是重锤下落的高度h,另一个是系列高度h时的速度v。
二:实验器材
铁架台(带铁夹);电火花打点计时器或打点计时器;重锤(带纸带夹);纸带;复写纸;导线;毫米刻度尺;低压交流电源。
三:实验步骤
1. 按要求连接装置,用导线将打点计时器接在4~6伏交流电源上。
2. 将长约1米的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器,用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器的地方。
3. 接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列的点。
4. 换几条纸带,重做上面的实验。
5. 在取下的纸带中挑选第一,第二两点间距离接近2mm,且点迹清晰的纸带进行测量,先记下第一点0的位置,再任取五个点1、2、3、4、5,用刻度尺测出距0点的相应距离。
6. 用公式v=x/t计算各点对应的瞬时速度v1,v2,v3……
7. 计算各点对应的势能减少量mgh和动能增加量1/2mv2,进行比较。
四:实验注意事项
1. 安装打点计时器时,必须使两条纸带限位孔在同一竖直直线上,以减少重物带着纸带下落时所受到的阻碍作用。
2. 实验时,应先接通电源,让打点计时器工作正常后再松开纸带让重物下落,以保证第一个点打下的是一个清晰的点。
3. 选用纸带时应尽量挑选第一、二两点间距接近2mm的纸带,第一个0为计时起点,且速度为0.
4. 不需要测出物体的质量,实际只需要验证1/2v2=gh,就行了。
五:误差分析
1. 本实验采取分析纸带的方法求每一点的瞬时速度,即物体下落的实际速度,由于摩擦阻力的存在,利用所测速度计算的动能的增加总略小于重力势能的减少,这是产生系统误差的主要原因。
2. 用刻度尺测纸带上点与点间的距离时,也可能造成误差。再者,实验中能否保证纸带上第一、二个实验点间距等于2mm,以确保打第一个点时,重物的速度为零,也是造成误差的原因之一。





