实验 验证机械能守恒

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1、验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律实验原理实验原理当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为 v，下落高度为 h，则应有：mgh= mv2，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度 h 和该时刻的瞬时速度 v，即可验证机械能是否守恒， 实验装置如图所示。测定第 n 点的瞬时速度的方法是：测出第 n 点的相邻前、后两段相等时间 T 内下落的 距离 sn和 sn+1，由公式vn= ，或由 vn= 算出，如图所示。实验器材实验器材铁架台（带铁夹） ，打点计时器，学生电源，导线，带铁夹的重缍，纸带，米尺。实验步骤实验步骤1按如图装置把打点

2、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。2把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸 带使重锤停靠在打点计时器附近。3接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。4重复几次，得到 35 条打好点的纸带。5在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近 2mm，且点迹清晰一条纸带， 在起始点标上 0，以后各依次标上 1，2，3，用刻度尺测出对应下落高度 h1、h2、h3。6应用公式 vn= 计算各点对应的即时速度 v1、v2、v3。7计算各点对应的势能减少量 mghn和动能的增加量 mvn2，进行比较。注意项事注意项事1打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在

3、同一竖直线上，以减小摩擦阻力。2选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近 2mm 的纸带。3因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。例题例题1在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。查得当地的重加速度 g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为 1.00kg。实验中得到一 条点迹清晰的纸带，把第一个点记作 O，另连续的 4 个点 A、B、C、D 作为测量的点，经 测量知道 A、B、C、D 各点到 O 点的距离分别为 62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根据以上数据，可知重物由 O 点到运动 C 点，重 力势能减少量等于_J，动能的增加量等于_J。 （取 3 位有效数字）2在本实验中，所用电源的频率为 50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量 时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示。 （图中 O 是打点计时器打的第一个点， A、B、C、D、E 分别是以每打两个点的时间作为计时单位取的计数点） 。根据纸带求：（1）重锤下落的加速度。（2）若重锤质量为 mkg，则重锤从起始下落至 B 时，减少的重力势能为多少？（3）重锤下落到 B 时，动能为多大？（4）从（2） 、 （3）的数据可得什么结论？产生误差的主要原因是什么？