文档介绍：实验6:验证机械能守恒定律
一、实验目的
验证机械能守恒定律。
二、实验原理
,并得到下落高度为h时,重物的瞬时速度v。比较自由下落过程中,减少的重力势能mgh和增加的动能1/2mv2,看它们在实验误差允许的范围内是否相等,若相等,则验证了机械能守恒。
:测出第n个点与相邻前后点间距离xn和xn+1,由公式vn=(xn+xn+1)/(2T)或vn=(hn+1-hn-1)/(2T)算出,如图5-5-1所示。
三、实验器材
铁架台(含铁夹)、计时器(电火花计时器
或电磁打点计时器)、学生电源、纸带及复写
纸片、导线、毫米刻度尺、重物(带纸带夹)。
四、实验步骤
-5-2把打点计时器安装在铁架台上,用导线把打点计时器与学生电源连接好。
,另一端穿过打点计
时器限位孔,用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近。
,后松手让重物带着纸带自由下落。
,得到3~5条打上点的纸带。
,且第1、2两打点间
距离接近2 mm的纸带,在第一个打点上标出O,并从稍靠后的某
一点开始,依次标出1、2、3、4、…,并量出各点到位置O的距
离h1、h2、h3、h4、…,并记入表格中。
=(hn+1-hn-1)/(2T)计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、
v3、v4、…,并记录在表格中。
,并进行比较,看是否相等。将计算数值填入表格中。
图5-5-2
各打点
1
2
3
4
5
6
下落高度hn/m
速度vn/(m·s-1)
mghn/J
1/2mvn2/J
结论
五、注意事项
,即应满足机械能守恒的条件,这就要求尽量减小各种阻力,采取的措施有:
(1)铁架台应竖直安装,可使纸带所受阻力减小;
(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。
,让打点计时器开始打点稳定后,再放开纸带让重物下落。
:
(1)点迹清晰;
(2)所打点呈一条直线;
(3)第1和第2两打点间距离接近2 mm。
六、误差分析
(空气阻力、打点计时器阻力)做功,故动能的增加量1/2mv2稍小于重力势能的减少量mgh,这是不可避免的,这属于系统误差,改进的办法是调整器材的安装,尽可能地减小阻力。
,属于偶然误差,可以通过改变长度的测量方法,或者多次测量取平均值来减小误差。
【例1】关于验证机械能守恒定律实验,下面列出一些实验步骤:

,上端用手提着,下端夹在系有重物的夹子上,再把纸带向上
拉,让夹子静止靠近打点计时器处
,把输出电压调至6 V(电源暂不接通)
,使两个限位孔在同一竖直线上
,进