实验六验证机械能守恒定律
1实验装置图
基础点
2.实验目的验证机械能守恒定律。3.实验原理通过实验,求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量,若二者相等,说明机械能守恒,从而验证机械能守恒定律。4.实验器材打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台带铁夹、导线两根。5.实验步骤1安装器材:将打点计时器固定在铁架台上,用导线将打点计时器与低压电源相连。2打纸带用手竖直提起纸带,使重物停靠在打点计时器下方附近,先接通电源,再松开纸带,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打出一
f系列的点,取下纸带,换上新的纸带重打几条3~5条纸带。3选纸带:分两种情况说明①若选第1点O到下落到某一点的过程,即用mgh=21mv2来验
证,应选点迹清晰,且1、2两点间距离小于或接近2mm的纸带。②用12mv2B-12mv2A=mgΔh验证时,由于重力势能的相对性,处理
纸带时选择适当的点为基准点,这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否小于或接近2mm就无关紧要了。
6.实验结论在误差允许的范围内,自由落体运动过程机械能守恒。
重难点一、数据处理1.求瞬时速度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、…。用公式v
=h
+12-Th
-1计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3、v4、…。2.验证守恒法一:利用起始点和第
点计算。代入gh
和21v
2,如果在实验误差允许的范围内,gh
=21v2
,则说明机械能守恒定律是正确的。法二:任取两点计算1任取两点A、B测出hAB,算出ghAB。2算出12vB2-12v2A的值。3如果在实验误差允许的范围内,ghAB=12vB2-12vA2,则说明机械能守恒定律是正确的。法三:图象法。从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点
f的下落高度h,并计算各点速度的平方v2,然后以12v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出12v2h图线。若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律。
二、误差分析
三、注意事项1.打点计时器要稳定地固定在铁架台上,打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向,以减小摩擦阻力。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。3.实验中,需保持提纸带的手不动,且保证纸带竖直,待接通电源,打点计时器工作稳定后,再松开纸带。4.测下落高度时,若采用法一、法三,要从第一个打点r