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第四章 机械能和能源
第5节:验证机械能守恒定律
实验原理
在自由落体运动中,若物体下落高度h 时的速度为v ,则
实验器材
实验器材:打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、学生电源等。
夹子
打点计时器
纸带
重物
铁架台
【实验一】利用打点计时器验证机械能守恒
4、选择合适的纸带,处理数据。
3、更换纸带,重复几次。
1、将打点计时器固定在铁架台上,把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。
实验步骤
2、用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近。然后先接通电源,再松开纸带,让重物自由下落。
问题1
本实验要不要测量物体的质量?
无需测量物体的质量
如果实验要求计算势能和动能的具体数据,那就必须要知道物体的质量。
问题2
纸带上的第一个点为计时起点0 (起始点的速度应该为零,即打点计时器在纸带上打下第一个点时纸带刚开始下落)。
起始点
对于实际获得的纸带,如何判定纸带上的第一个点就是纸带刚开始下落时打下的呢?
纸带上的头两个点间的距离应接近
2 m m。
注意事项
1、安装打点计时器时,必须使两纸带限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦阻力。
2、应选用质量和密度较大的重物,增大重力可使阻力的影响相对减小,增大密度可以减小体积,可使空气阻力减小。
3、选用纸带时应尽量挑选第一、二点间距接近2mm的点迹清晰且各点呈一条直线的纸带。
误差分析
1、偶然误差:
测量长度时会带来误差
2、系统误差:
实验中重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力)做功,故动能的增加量ΔEK 必定稍小于势能的减少量ΔEP 。
【实验二】利用气垫导轨验证机械能守恒
【实验三】利用频闪照片验证机械能守恒
比例1:1 频闪时间间隔T
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