[目的]
驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
【實(shí)驗(yàn)原理】
當(dāng)物體自由落體時(shí)，只有重力起作用，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)換，機(jī)械能守恒。 設(shè)物體在某一時(shí)刻下落的瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則應(yīng)為：
，借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，測(cè)量某一時(shí)刻重物的下落高度h和該時(shí)刻的瞬時(shí)速度v，可以驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
【實(shí)驗(yàn)設(shè)備】
鐵架（帶鐵夾）、打點(diǎn)定時(shí)器、學(xué)生電源、電線、帶鐵夾的厚紙、紙卷尺、米尺。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
1、如圖所示將打點(diǎn)定時(shí)器安裝在烙鐵架上，并用電線將打點(diǎn)定時(shí)器連接至學(xué)生電源。
2、用夾子將紙帶一端固定在砝碼上，另一端穿過(guò)定時(shí)器限位孔，用手垂直提起紙帶驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，使砝碼停在打點(diǎn)定時(shí)器附近。
3、打開(kāi)電源，松開(kāi)紙帶，讓重物自由落下。
4. 重復(fù)幾次，直到得到 3 到 5 條點(diǎn)狀紙帶。
5、從點(diǎn)狀紙帶中，選擇第一點(diǎn)和第二點(diǎn)之間距離接近2mm、點(diǎn)狀標(biāo)記清晰的紙帶。 用 0 標(biāo)記起點(diǎn)，然后用 1、2、3... 標(biāo)記每個(gè)點(diǎn)，使用刻度尺測(cè)量相應(yīng)的跌落高度 h1、h2、h3...
6.應(yīng)用公式
計(jì)算每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)速度v1、v2、v3…。
7、計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減少量mghn和動(dòng)能增加量
，比較。
[筆記](méi)
1、安裝打點(diǎn)器時(shí)，兩條紙帶的限位孔必須在同一垂直線上，以減少摩擦阻力。
2、選擇紙帶時(shí)，應(yīng)盡量選擇第一點(diǎn)和第二點(diǎn)距離接近2mm的紙帶。
3.如果不需要知道題中動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，就不需要測(cè)量重物的質(zhì)量，因?yàn)橹灰?span style="display:none">k9p物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
可以得到
思考：能不能不從起點(diǎn)O開(kāi)始數(shù)呢？
答：可以，但是公式稍微復(fù)雜一些。 如下圖所示驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，我們可以選取紙帶中間任意兩點(diǎn)A、B來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
這就需要驗(yàn)證下式左右兩邊是否相等，從而驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒：
在這種情況下，第一點(diǎn)和第二點(diǎn)之間的距離不需要為2mm。
[例子]
1、本次實(shí)驗(yàn)中，除了鐵架、鐵夾、學(xué)生電源、紙膠帶和重物外，還需要使用以下哪些儀器？
A。 秒表 B. 刻度 C. 平衡 D. 點(diǎn)計(jì)時(shí)器
答案：BD
2、在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)定時(shí)器所使用的電源頻率為50Hz。 求得局部重物加速度g=9.80m/s2，測(cè)得所用重物質(zhì)量為1.00kg。 實(shí)驗(yàn)中得到了一條帶有清晰點(diǎn)的紙帶。 第一個(gè)點(diǎn)記為O，另外四個(gè)連續(xù)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量點(diǎn)。 測(cè)量后，已知A、B、C、D點(diǎn)。 到 O 點(diǎn)的距離分別為 62.99cm、70.18cm、77.76cm 和 85.73cm。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)重物從O點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，重力勢(shì)能減少了 ，動(dòng)能增加了 。 （取3位有效數(shù)字）
答案：7.62、7.57
3、本實(shí)驗(yàn)中使用的電源頻率為50Hz。 一名學(xué)生選擇了理想的紙膠帶。 用標(biāo)尺測(cè)量時(shí)，各計(jì)數(shù)點(diǎn)位置標(biāo)尺上對(duì)應(yīng)的讀數(shù)如圖所示。 （圖中O為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器擊中的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C、D、E是以擊中兩個(gè)點(diǎn)所需的時(shí)間為計(jì)時(shí)單位的計(jì)數(shù)點(diǎn)）。 根據(jù)紙膠帶：
(1)重物下落的加速度。
（2）如果重物的質(zhì)量為mkg，則重物從起點(diǎn)落到B點(diǎn)時(shí)，重力勢(shì)能會(huì)減少多少？
（3）重物落到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是多少？
（4）從（2）和（3）中的數(shù)據(jù)可以得出什么結(jié)論？ 產(chǎn)生錯(cuò)誤的主要原因是什么？
答案：（1）9.69m/s2； (2)|△Ep|=1.95mJ； (3)Ek=1.89mJ； (4)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，重物重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加量，機(jī)械能守恒。 產(chǎn)生誤差的主要原因是重物下落過(guò)程中的阻力（空氣阻力、紙帶與限位孔之間的摩擦阻力）。
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