最后更新: 2025-05-03 10:09 查看: 167 次反馈能力测评会员8.2元/月赞助

试验：验证能量守恒

1.实验原理
通过实验，求出做自由落体运动物体的 **重力势能的减少量** 和对应过程动能的增加量，在实验误差允许范围内，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律.

![图片](/uploads/2024-12/86bd07.jpg)
 
 
2.实验器材
打点计时器、交变电源、纸带、复写纸、重物、**刻度尺**、铁架台(带铁夹)、导线。
3.实验过程
(1)安装器材：将**打点计时器** 固定在铁架台上，用导线将打点计时器与电源相连.
(2)打纸带

用手坚直提起纸带，使重物停靠在打点计时器下方附近，先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新的纸带重打几条（3～5条)纸带.

(3)选纸带: 从打出的几条纸带中选出一条点迹清晰的纸带.
(4)进行数据处理并验证。
4.数据处理
(1)求瞬时速度由公式 $v_n=\frac{h_{n+1}-h_{n-1}}{2 T}$ 可以计算出重物下落 $h_1 、 h_2 、 h_3 、 \cdots$ 的高度时对应的瞬时速度 $v_1 、 v_2 、 v_3 、 \cdots$ 。

(2)验证守恒

方案一：利用起始点和第 $n$ 点计算代入 $m g h_n$ 和 $\frac{1}{2} m v_n^2$ ，如果在实验误差允许的范围内， $m g h_n$ 和 $\frac{1}{2} m v_n^2$ 相等，则验证了机械能守恒定律。

注意: 应选取最初第 $1 、 2$ 两点间距离接近 2 mm 的纸带(电源频率为 50 Hz ).

方案二：任取两点计算
①任取两点 $A 、 B$, 测出 $h_{A B}$, 算出 $m g h_{A B}$.
②算出 $\frac{1}{2} m v_B^2-\frac{1}{2} m v_A^2$ 的值.
③在实验误差允许的范围内, 若 $m g h_{A B}=\frac{1}{2} m v B^2-\frac{1}{2} m v A^2$, 则验证了机械能守恒定律.

方案三：图像法
测量从第一点到其余各点的下落高度 $h$, 并计算对应速度 $v$, 然后以 $\frac{1}{2} v^2$ 为纵轴, 以 $h$ 为横轴, 根据实验数据作出 $\frac{1}{2} v^2-h$ 图像. 若在误差允许的范围内图像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.

5.注意事项
（1）打点计时器要坚直：安装打点计时器时要坚直架稳，使其两限位孔在同一坚直线上，以减小摩擦阻力。
(2)重物应选用质量大、体积小、密度大的。
(3)应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落.
(4)测长度, 算速度: 某时刻的瞬时速度的计算应用 $v_n=\frac{\frac{h_{n+1}-h_{n-1}}{2 T}}{2 T}$, 不能

免费注册看余下 70%

非VIP会员每天5篇文章，开通VIP 无限制查看

《高等数学》难点解析

高数教程 泰勒公式切线与法线切平面与法平面驻点·拐点·极值点·零点间断点渐进线瑕积分欧拉方程伯努利方程 Abel 收敛定理偏导数的几何意义偏导数的几何意义梯度数量场与向量场多元函数极值拉格朗日算子通量与散度环流量与旋度格林公式高斯公式斯托克斯公式三大公式比较傅里叶级数极坐标微元点法式方程变上限定积分 X型计算面积 Y型计算面积微分的意义渐近线间断点 y''+py'+qy=f(x)方程高斯黎曼傅里叶变换(复数) 拉普拉斯变换(复数)

高等数学测评 函数与极限一元函数微分学一元函数积分学微分方程空间向量与代数多元微分学多元积分学无穷级数

《线性代数》难点解析

线代教程 近世代数对数学的整体思考线性的意义矩阵乘法(列视角) 矩阵乘法(行视角) 矩阵左乘矩阵右乘逆矩阵求解方程组阶梯形矩阵的求法方程组解的判定四阶行列式的计算线性变换的意义线性空间向量组的等价线性空间的几何意义基础解系的求法施密特正交化特征值与特征向量的意义矩阵相似的几何意义矩阵可对角化的理解秩的意义(向量版) 秩的意义(方程版) 二次型的意义

线性代数测评 行列式矩阵向量空间

《概率论与数理统计》难点解析

概率教程 置信区间与上a分位数概率中的“取”与“放” 贝叶斯公式全概率公式泊松分布指数分布伽玛分布二维密度图的意义卷积的意义相关系数的意义 k阶矩是与矩母函数卡方分布的作用单正态区间估计理解假设检验理解切比雪夫不等式中心极限定理

概率统计测评 事件与概率一维随机变量与事件多维随机变量与事件随机变量的数字特征大数定律与中心极限定理统计量与抽样分布参数估计假设检验

上一篇：能量守恒定律的理解和应用

下一篇：动能定理在多过程问题中的应用

本文对您是否有用？有用 (0) 无用 (0)