2017-2018学年高中创新设计物理教科版必修2:第四章 学案9 实验:验证机械能守恒定律
2017-2018学年高中创新设计物理教科版必修2:第四章 学案9 实验:验证机械能守恒定律第2页

2.打纸带:在纸带的一端用夹子把重物固定好,另一端穿过打点计时器的限位孔,用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近.先接通电源后放手,让重物拉着纸带自由下落.重复几次,得到3~5条打好点的纸带.

3.选纸带:从打好点的纸带中挑选点迹清晰且开始的两点间距接近2 mm的一条纸带,在起始点标上0,以后任取间隔相同时间的点依次标上1、2、3.......

  4.测距离:用刻度尺测出0到1、2、3......的距离,即为对应下落的高度h1、h2、h3.......

  二、数据处理

1.计算各点对应的瞬时速度:根据公式vn=,计算出1、2、3、......、n点的瞬时速度v1、v2、v3、......、vn.

  2.机械能守恒验证:方法一:利用起始点和第n点.

从起始点到第n个计数点,重力势能减少量为mghn,动能增加量为mv,计算ghn和v,如果在实验误差允许范围内ghn=v,则机械能守恒定律得到验证.

  方法二:任取两点A、B.

从A点到B点,重力势能减少量为mghA-mghB,动能增加量为mv-mv,计算ghAB和v-v,如果在实验误差允许范围内ghAB=v-v,则机械能守恒定律得到验证.

  方法三:图像法.

  

  图2

计算各计数点v2,以v2为纵轴,以各计数点到第一个点的距离h为横轴,根据实验数据绘出v2-h图线(如图2).若在误差允许范围内图像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.

  三、误差分析

1.本实验的误差主要是由纸带测量产生的偶然误差以及重物和纸带运动中的空气阻力及打点计时器的摩擦阻力引起的系统误差.

2.测量时采取多次测量求平均值的方法来减小偶然误差,安装打点计时器使两限位孔中线竖直,并且选择质量适当大些、体积尽量小些的重物来减小系统误差.

四、实验注意事项