物理安装铁架台的顺序(人教版高中物理必修2，实验：验证机械能守恒定律导航，必备)

Posted 2023-06-02

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一、实验目的

利用重物自由下落的现象验证机械能守恒定律。

二、实验器材

1．铁架台(带铁夹)；

2．打点计时器；

3．重锤(带纸带夹子)；

4．纸带几条；

5．复写纸片；

6．导线；

7．直尺；

8．学生电源。

三、实验原理

在自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总机械能守恒。

方法1：若以重物下落的起始点O为基准，设重物的质量为m，某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有mgh＝1/2mv2，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒。

方法2：任意找两点A、B，分别测出两点的速度大小vA、vB以及两点之间的距离Δh。若物体的机械能守恒，应有ΔEp＝ΔEk。

四、实验步骤

1．仪器安装：

按图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路(电源频率为50 Hz)。

2．打纸带和选纸带：

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。

选纸带，分两种情况说明：

(1)应选点迹清晰的纸带，且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带。若1、2两点间的距离大于2 mm，这是由于先释放纸带，后接通电源造成的。这样，第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选。

(2)用

验证机械能守恒定律时，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，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否为2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用。

3．在起始点标上0，在以后各点依次标上1、2、3、…，用刻度尺测出对应的下落高度h1、h2、h3、…

4．由公式

计算出各计数点的瞬时速度v1、v2、v3、…、vn，再计算出相应的动能及动能的增加量。

5．利用公式ΔEp＝mgΔh计算出各计数点与第一个点的重力势能的减少量。

6．比较动能增加量及重力势能的减少量的大小，验证机械能是否守恒。