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实验：验证机械能守恒定律
班级姓名学号
一、实验目的：
利用自由落体运动验证机械能守恒定律。
二、实验原理：
1、机械能守恒定律的内容是：
在本实验中，选择物体作自由落体运动来验证机械能守恒的理由
2、如图所示为实验装置图，借助打点计时器打出的纸带（如下图所示），可以测出物体自由下落
的和。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=
Sn • Sn 1
2T
hn 1 n 1 A
2T
3、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
v,下落高度为h,则重力
势能的减少量为 mgh,动能的增加量为 -mv2,看它们在实验误差允许的范
2
围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律.
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四、实验
步骤和数据处理
.按上图装配器材，接好电路.
.打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。
更换纸带重复做3〜5次实验.
.选纸带：分两种情况说明
…1 2 …
⑴用^mvn =mghn驯证
这是以纸带上第一点（起始点）为基准验证机械能守恒定律的方法。由于第一点应是重物做
自由落体运动开始下落的点，所以应选取点迹清晰且第
1、2两点间的距离接近 2mm的纸带。
一 1 c 1 C
⑵用一mvB -- mvA = mg Ah 验证 2 2
这是回避起始点的人为不确定性，在纸带上选择后面清晰的任两点验证机械能守恒定律的
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方法。由于重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点 A为基准点，只要计算出到后面任一
点B过程中的势能减少量和动能增量就可以了。这样，
的位移是否接近2mm,以及第一个点是否清晰也就无关紧要了。
本次实验我们采用第二种方案。
.数据记录和处理：（富阳地区重力加速度为：）
第二种方法（取清晰区域 A点，其后再取若干点 Bl、B2、B3、B4、B5）
各个点
A
B1
B2
B3
B4
B5
卜落的高度hn/m
/
瞬时速度vn/m S1
/
/
/
势能减少量 mghn
/
/
/
动能增加量
1 2 1 2
—mv n ——mv a
2 2
/
/
/
结论
五、实验注意事项和简要误差分析：
1、组装实验装置时要注意什么问题？
2、从减少无误差的角度看，应该选择什么样的物体自由落体运动?
4、实验时，手通过纸带提着重物释放，此操作有何要求？
3、高度的测量要注意什么问题？
4、如何计算瞬时速度？（ vn = J2ghn、vn =gtn、vn= hn412Thn，哪种方法是正确的？）
5、你认为本实验中的偶然误差和系统误差主要来源于哪些方面？
六、课后练习
.在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中要用工具测量和通过计算得到的有（