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文本内容:
实验—— 验证机械能守恒定律
一、实验目的通过实验验证机械能守恒定律.
二、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的机械能守恒即mv+mghA=mv+mghB上式亦可写成mv-mv=mghA-mghB.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mv=mgh,即为本实验要验证的表达式,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.
三、实验器材打点计时器,低压交流电源,带有铁夹的铁架台,纸带,复写纸,带夹子的重物,刻度尺,导线两根.
四、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夹子固定在重物上,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用mv=mghn验证时,应选点迹清晰,且
1、2两点间距离略小于或接近2mm的纸带.2用mv-mv=mgΔh验证时,由于重力势能的相对性,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.
五、数据处理方法一利用起始点和第n点计算代入mghn和mv,如果在实验误差允许的条件下,mghn和mv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.2算出mv-mv的值.3在实验误差允许的条件下,若mghAB=mv-mv,则验证了机械能守恒定律.方法三图象法从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点的下落高度h,并计算各点速度的平方v2,然后以v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据作出v2-h图线.若在误差允许的范围内图线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.
六、误差分析1.本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力如空气阻力、打点计时器阻力做功,故动能的增加量ΔEk稍小于重力势能的减少量ΔEp,即ΔEkΔEp,这属于系统误差.改进的办法是调整器材的安装,尽可能地...。