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第六节验证机械能守恒定律

1．实验目的

验证机械能守恒定律。

2．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。

3．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。

4．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

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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＝mv2

错误!

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mv－mv＝mgΔh验证时,由于重力势能的相

错误!错误!错误!错误!

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。

5．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。

规律方法总结

1．误差分析

(1）测量误差:减小测量误差的方法，一是测下落距离时都从

0点量起,一次将各打点对应下落高度测量完，二是多测几次取

平均值.

（2)系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功,

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故动能的增加量ΔE＝mv必定稍小于重力势能的减少量ΔE

k2错误!p

＝mgh，改进办法是调整安装的器材，尽可能地减小阻力。

n

2．注意事项

（1）打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使

其两限位孔在同一竖直平面内,以减少摩擦阻力。

（2)重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。

（3)应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让

重物下落。

(4)测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用v＝，

n错误!

不能用v＝2gd或v＝gt来计算。

nnn

3．验证方案

方案一：利用起始点和第n点计算

代入mgh和mv,如果在实验误差允许的范围内，mgh

n错误!错误!n

和mv相等