物理学霸笔记26实验：验证机械能守恒定律.pdfVIP

26 实 验 ：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 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 互 相 转 化 ， 但 总 的 机 械 能 保 持 不 变 。 若 物 体 某 时 刻 v h mgh 瞬 时 速 度 为 ， 下 落 高 度 为 ， 则 重 力 势 能 的 减 少 量 为 ， 1 动 能 的 增 加 量 为 mv2 ， 判 断 它 们 在 实 验 误 差 允 许 的 范 围 内 2 是 否 相 等 ， 若 相 等 则 验 证 了 机 械 能 守 恒 定 律 。 2 ．速 度 的 测 量 ：做 匀 变 速 运 动 的 纸 带 上 某 点 的 瞬 时 速 度 v v n 等 于 相 邻 两 点 间 的 平 均 速 度 ＝ 。 计 算 打 第 个 点 瞬 t 2t n 时 速 度 的 方 法 是 ：测 出 第 个 点 的 相 邻 前 后 两 段 相 等 时 间 x x ＋ T x x v n n＋1 v 内下 落 的 距 离 和 ， 由公 式 ＝ 或 ＝ n n ＋ 1 n 2T n h h － n＋1 n－1 算 出 。 2T 三 、 实 验 器 材 铁 架 台 ( 含 铁 夹 ) 、 打 点 计 时 器 、 学 生 电 源 、 纸 带 、 复 写 纸 、 导 线 、 毫 米 刻 度 尺 、 重 物 ( 带 纸 带 夹 ) 。 四 、 实 验 步 骤 1 ．仪 器 安 装 将 检 查 、 调 整 好 的 打 点 计 时 器 竖 直 固 定 在 铁 架 台 上 ， 连 接 好 电 路 。 2 ．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 重 物 静 止 在 靠 近 打 点 计 时 器 的 地 方 。 先 接 通 电 源 ， 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 。 3 ．选 纸 带 分 两 种 情 况 说 明 1 2 mv mgh (1)如 果 根 据 ＝ 验 证 时 ， 应 选 点 迹 清 晰 ， 打 点 成 一 条 2 直 线 ， 且 1 、 2 两 点 间 距 离 小 于 或 接 近 2 mm 的 纸 带 。 若 1 、 2 两 点 间 的 距 离 大 于 2 mm ， 则 可 能 是 由于 先 释 放 纸 带 ， 后 接 通 电 源 造 成 的 。 这 样 ， 第 1 个 点 就 不 是 运 动 的 起 始 点 了 ， 这 样 的 纸 带 不 能 选 。 1 1 mv2 mv2 mg h (2)如 果 根 据 － ＝ Δ 验 证 时 ， 由于 重