高中物理驗證機械能守恆定律的實驗
只有重力做功的自由落體運動遵守機械能守恆定律,即重力勢能的減少量等於動能的增加量。利用打點計時器在紙帶上記錄下物體自由下落的高度,計算出瞬時速度,即可驗證物體重力勢能的減少量與物體動能的增加量相等。
【實驗目的】
學會用打點計時器驗證驗證機械能守恆定律的實驗方法和技能。
【實驗器材】
打點計時器、紙帶、複寫紙、低壓電源、重物(附紙帶夾子)、刻度尺、鐵架臺(附夾子)、導線。
【實驗原理】
只有重力做功的自由落體運動遵守機械能守恆定律,即重力勢能的減少量等於動能的增加量。利用打點計時器在紙帶上記錄下物體自由下落的高度,計算出瞬時速度,即可驗證物體重力勢能的減少量與物體動能的增加量相等。
【實驗步驟】
1.將打點計時器固定在支架上,並用導線將打點計時器接在交流電源上;
2.將紙帶穿過打點計時器,紙帶下端用夾子與重物相連,手提紙帶使重物靜止在靠近打點計時器的地方;
3.接通電源,鬆開紙帶,讓重物自由下落,打點計時器就在紙帶上打下一系列小點;
4.重複實驗幾次,從幾條打上點的紙帶中挑選第一、二兩點間的距離接近2mm,且點跡清晰的紙帶進行測量;
5.記下第一個點的'位置O,在紙帶上選取方便的個連續點1,2,3,4,5,用刻度尺測出對應的下落高度h1,h2,...;
6.用公式計算各點對應的瞬時速度;
7.計算各點對應的勢能減少量和動能增加量,進行比較。
驗證機械能守恆定律的實驗室考試重點,請考生務必掌握。
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