验证机械能守恒定律实验步骤与数据处理分析.pdfVIP

【实验目的】

通过实验验证机械能守恒定律.

【实验原理】

如图1所示，质量为m的物体从O点自由下落，以地面作为零

重力势能面，如果忽略空气阻力，下落过程中任意两点A和B

的机械能守恒

11

即22

mv＋mgh＝mv＋mgh

2AA2BB

1212

上式亦可写成mv－mv＝mgh－mgh.

2B2AAB

图1

等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加．为了方便，

可以直接从开始下落的O点至任意一点(如图1中A点)来进行

研究，这时应有：12

mv＝mgh，即为本实验要验证的表达式，

2A

式中h是物体从O点下落至A点的高度，vA是物体在A点的瞬

时速度．

【实验器材】

打点计时器，低压

打点计时器

交流电源交流电源，带有铁

夹的铁架台夹的铁架台，纸带，

复写纸复写纸，带的

重物重物，刻度尺，导

线两根．

【实验步骤】

1．安装置：按图2将检查、

调整好的打点计时器竖直固

定在铁架台上，接好电路．

2．打纸带：将纸带的一端用图2

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

(1)用mv＝mgh验证时，应选点迹清晰，且1、2两点间

2nn

距离略小于或接近2mm的纸带．

11

22

(2)用mv－mv＝mgΔh验证时，由于重力势能的相对

2B2A

性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，只要后面的点

迹清晰就可选用．

【数据处理】

方法一：利用起始点和第n点计算

1212

代入mghn和mvn，如果在实验误差允许的条件下，mghn和mvn

22

相等，则验证了机械能守恒定律．

方法二：任取两点计算

(1)任取两点A、B测出hAB，算出mghAB.

122

(2)算出mvB－mvA的值．

1

22

1212

(3)在实验误差允许的条件下，若mghAB＝mvB－mvA，则验