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[!--downpath--]如下:
步驟一:準備實驗器材和測量工具,包括擺線器、撓度計、計時器、滑輪、彈簧測力計、電子秤、直尺等。
步驟二:搭建實驗裝置。在一個直線軌道上固定一個滑輪,將一張彈簧垂直懸掛在滑輪的下方,上方懸掛一個質量為m1的重物,下方用一根細繩將彈簧掛在一個便于調整位置的支架上,至少保證距離地面在1.5米以上。將細繩的另一端拴上質量為m2的重物,可以通過給細繩加力使重物離開支架并沿著軌道運動。
步驟三:在撓度計和滑輪之間放置一個直尺,用撓度計測量彈簧的初始長度,用直尺測量重物的初始高度h1和細繩的長度L。之后,用電子秤測量重物的質量,用彈簧測力計測量細繩所受拉力的大小F1。
步驟四:將細繩扯出一段距離,使重物脫離支架并沿著軌道下落,同時用計時器記錄下重物從離開支架到落地的時間T,并用撓度計測量彈簧的伸長量δ。
步驟五:利用重力勢能和動能的定義,計算重物在初始位置和落地時的重力勢能E1和E2,以及在下落過程中的動能K。根據機械能守恒定律,Emech=E1+E2+K,在實驗中檢驗機械能守恒定律是否成立。
步驟六:重復實驗數次,每次改變或測量一項物理量,驗證機械能守恒定律的精度和可靠性。
需要注意的是,在實驗過程中,應避免磨擦和空氣阻力對實驗結果的影響,盡可能減小測量誤差,提高實驗數據的準確性。