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高中物理驗證機械能守恒定律的實(shí)驗
只有重力做功的自由落體運動(dòng)遵守機械能守恒定律,即重力勢能的減少量等于動(dòng)能的增加量。利用打點(diǎn)計時(shí)器在紙帶上記錄下物體自由下落的高度,計算出瞬時(shí)速度,即可驗證物體重力勢能的減少量與物體動(dòng)能的增加量相等。
【實(shí)驗目的】
學(xué)會(huì )用打點(diǎn)計時(shí)器驗證驗證機械能守恒定律的實(shí)驗方法和技能。
【實(shí)驗器材】
打點(diǎn)計時(shí)器、紙帶、復寫(xiě)紙、低壓電源、重物(附紙帶夾子)、刻度尺、鐵架臺(附夾子)、導線(xiàn)。
【實(shí)驗原理】
只有重力做功的自由落體運動(dòng)遵守機械能守恒定律,即重力勢能的減少量等于動(dòng)能的增加量。利用打點(diǎn)計時(shí)器在紙帶上記錄下物體自由下落的高度,計算出瞬時(shí)速度,即可驗證物體重力勢能的減少量與物體動(dòng)能的增加量相等。
【實(shí)驗步驟】
1.將打點(diǎn)計時(shí)器固定在支架上,并用導線(xiàn)將打點(diǎn)計時(shí)器接在交流電源上;
2.將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計時(shí)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(diǎn)計時(shí)器的地方;
3.接通電源,松開(kāi)紙帶,讓重物自由下落,打點(diǎn)計時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn);
4.重復實(shí)驗幾次,從幾條打上點(diǎn)的紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm,且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測量;
5.記下第一個(gè)點(diǎn)的位置O,在紙帶上選取方便的個(gè)連續點(diǎn)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(diǎn)對應的瞬時(shí)速度;
7.計算各點(diǎn)對應的勢能減少量和動(dòng)能增加量,進(jìn)行比較。
驗證機械能守恒定律的實(shí)驗室考試重點(diǎn),請考生務(wù)必掌握。