做验证机械能守恒定律这个实验的注意事项:
本实验中不需要用天平秤重物的质量。先接通电源,再松开纸带,让重物自由下落。
重物应该选择体积比较小,质量比较大,密度比较大的物体。
他需要重新做实验,因为第一个点和第二个点的距离大约为2mm。理由如下:
h=½gt²=½×10×0.02²m=2mm。
设距地面为h时符合要求。有:
M*V*V/2=Mgh, V*V=2gh
下落时整个系统机械能守恒:
MgH=Mgh+M*V*V/2+m*V*V/2
∵M=2m, V*V=2gh,解上式得
∴h=2H/5
答:当A物体下降到距地面为2H/5时,A的动能与势能相等。
理想实验:伽利略的那个,高中物理书上有,从一定高度斜坡放下一个小球,不考虑摩擦等因素,重力势能完全转换成动能,小球会一直滚动下去。
现实:因为有摩擦,重力势能转换成了动能+摩擦产生的内能,最后小球完全静止下来,重力势能完全变成了内能
实验目的
学会用打点计时器验证机械能守恒定律的实验方法和技能。
实验器材
打点计时器、纸带、复写纸、低压电源、重物(附纸带夹子)、刻度尺、铁架台(附夹子)、导线。
实验原理
只有重力做功的自由落体运动遵守机械能守恒定律,即重力势能的减少量等于动能的增加量。利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度,计算出瞬时速度,即可验证物体重力势能的减少量与物体动能的增加量相等。
实验步骤
1.将打点计时器固定在支架上,并用导线将打点计时器接在交流电源上。
2.将纸带穿过打点计时器,纸带下端用夹子与重物相连,手提纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。
3.接通电源,松开纸带,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打下一系列小点;重复实验几次,从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm,且点迹清晰的纸带进行测量。
4.记下第一个点的位置O,在纸带上选取方便的个连续点1,2,3,4,5,用刻度尺测出对应的下落高度h1,h2,...;用公式计算各点对应的瞬时速度;计算各点对应的势能减少量和动能增加量,进行比较。
注意事项
1.安装打点计时器时,两纸带限位孔必须在同一竖直线上,以减少摩擦阻力。
2.实验时,必须先接通电源,让打点计时器工作正常后才能松开纸带让重锤下落。
3.纸带上端最好不要悬空提着,而要用手按在墙上,这样可保证下落的初速度为零,并且纸带上打出的第一个点是清晰的一个小点。
4.测量下落高度时,都必须从起点算起,不能搞错。为了减小测量值的相对误差,选取的各个计数点要离起始点远些,纸带也不宜过长,约40cm即可;实际上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,所以动能的增加量必定稍小于势能的减少量。
5.因不需要知道动能的具体数值,所以不需要测出重物的质量m。
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