高中物理验证机械能守恒定律实验

电火花计时器纸带夹子重物实验目的验证物体做自由落体运动过程中机械能守恒。实验原理1、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相互转化，但总的机械能守恒，若物体某时刻即时速度为v，下落高度为h，恒有：212mvmgh01234实验原理2、借助打点记时器，通过纸带测出重物某时刻高度h和该时刻的即时速度vt，即可验证机械能守恒定律。01234hV实验原理3、测定第n点的即时速度的方法是：测出第n点的相邻的前、后两段相等时间T内下落的距离由下列公式算出：12nnnSSvT112nnnddvT或01234S3S4d4d2实验仪器铁架台（带铁夹）、打点记时器、纸带几条、重锤（带纸带夹子）、导线、复写纸片、直尺、学生电源电火花计时器纸带夹子重物实验步骤(1)按图把打点记时器安装在铁架台上，用导线把打点记时器与学生电源连好。(2)把纸带的一端在重锤上用架子固定好，另一端穿过记时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点记时器附近。实验步骤(3)先接通电源，后松手让重锤带着纸带下落。(4)重复几次，得3—5条纸带。(5)在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起始点标上O，以后各依次标上1、2、3„..用刻度尺测出对应高度h1、h2、h3„„第一个间隔，一定要求是2mm左右吗实验步骤(6)应用公式计算各点对应的速度v1、v2、v3...(7)计算各点对应的势能减少量和动能的增加量进行比较。g＝9.8m/s2，T＝0.02s。AOEDCBh3(OD)h1(OB)h2(OC)ΔEp1＝mgh1ΔEp2＝mgh2ΔEp3＝mgh3记录及数据处理121ssv2T+=232ssv2T+=343ssv2T+=2k111Emv2D=2k221Emv2D=2k331Emv2D=S1(AB)S2(BC)S3(CD)S4(DE)注意事项（1）实验中打点记时器的安装，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦力．（2）实验时，必须先接通电源，让打点记时器工作正常后才松开纸带让重锤下落．（3）打点记时器必须接50Hz交流低压电源.（4）必须保留纸带上打出点迹的第一点,且第1、2点间距约为2mm的纸带误差小。（5）实验中，只要验证gh是否等于v2/2即可，不用测重锤的质量。误差分析：由于重锤克服阻力作功，所以动能增加量略小于重力势能减少量。思维•能力•训练为进行《验证机械能守恒》实验，有下列器材可选用：铁架台、打点记时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、电键、天平，其中不必的器材是____________________________;缺少的器材是________________________。秒表、天平、低压直流电源低压交流电源、刻度尺、重物思维•能力•训练在“验证机械能守恒”的实验中，已知打点记时器所用的电源的频率50Hz，查得当地重力加速度为g=9.8m/s2,测得所用的重物的质量为1.00kg。实验中得到一条如图所示点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的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点运动到C点，重力势能的减少量等于______焦，动能的增加量等于______焦(取3位有效数字)。7.627.57Vc=3.89m/s思维•能力•训练在验证机械能守恒的定律时，如果以v2/2为纵轴，根据实验数据绘出的v2/2-h图线应是________________，才能验证机械能守恒，v2/2-h图的斜率等于_____________的数值。过原点O的倾斜直线重力加速度g