实验6，验证机械能守恒定律实验目的验证机械能守恒定律实验原理。一。物体在自由落体运动中，重力势能和动能相互转化，总机械能守恒，即重力势能的减少量等于动能的增加量，MGHN等于2分之1MVN平方。2、在匀变速直线运动中，某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即VN等于V平均N加减一等于HN加1减HN减1除以2T教学目标，一、理解和掌握机械能守恒定律，巩固瞬时速度的计算方法。2、培养学生实验操作及正确处理实验数据的能力。实验仪器一、实验器材，带固定夹的铁架台铁夹电火花计时器、重锤旨在刻度尺、天平。2、电火花计时器介绍，它是一种使用220伏交流电源，利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点击的计时仪器。它由脉冲电流产生装置、正脉冲输出插座、负脉冲输出插座、墨粉纸盘。指盘轴。放电针、脉冲输出开关组成。将墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条白纸带之间。当接通220伏交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器产生脉冲电压，经接正极的放电针与接负极的纸盘轴相连的墨粉纸盘之间产生火花放电。于是在运动的纸袋上就打出一列，点击电源，频率为50赫兹，它每隔0.02秒打一次点。这种计时器的优点是指在运动时受到的阻力小。实验步骤一，仪器组装，把电火花计时器竖直稳固的装在铁架台上，两指在限位孔必须在同一竖直平面上，以减少摩擦力。把电源插头插在220伏的电源插座上，并调整电火花计时器正常工作。先测量重锤质量M等于299.20克，把测量结果填入表格，再把两根纸带的一端固定在重锤上。另一端穿过计时器限位孔，夹在固定在铁架台的铁夹上。要注意把墨粉纸盘夹在两指带之间，让纸带竖直下垂，并使下端的重锤静止的靠在电火花计时器附近。2、实验操作打点接通电源，电火花计时器工作正常后，在靠近铁夹处用剪刀剪断纸带，这样可以保证纸袋上的第一个点是一个清晰的小点。当重锤自由下落时，计时器火花放电，在纸带上打出一系列点迹，重锤落地后断开电源，重做几次，得到了3到5条打好点的纸袋。三选纸袋，在以上打好点的纸袋中，挑选第一二两点间的距离接近2毫米，而且点击清晰。的纸带4。只待处理及测量，在起始点标上O并在纸袋上从合适点开始，依次选取七个点。为了减小测量H值的相对误差，选取的各个技术点要离起始点远一些，但纸袋也不宜过长，有效长度可在60厘米到80厘米以内为宜。用刻度尺量出各点到O点的距离，这些距离就是各点对应时刻重锤下落的高度，把数据依次记录表格。数据处理及结论一数据计算由测量后的纸袋可以看出，若求各点的即时速度，可用公式VN等于HN加1减HN减1除以2T分别求得，并依次填入表格。V2等于1.860米每秒，V三等于2.065米每秒，V4等于2.258米每秒，V5等于2.4三五米每秒，V6等于2.6三五米每秒。根据M等于0.299 2000克和G等于9.8米每秒平方，分别计算出重锤下落到至HN各个位置时所减少的重力势能，并依次记录表格。MGH2等于0.5248焦耳，MGH3等于0.6404焦耳，MGH4等于0.7671焦耳，MGH5等于0.9052焦耳，MGH6等于1.0526. 焦耳。再根据M和V零分别计算出重锤由静止下落到上述各位置时增加的动能，并依次填入表格，二分之1MV2平方等于0.5176焦耳。二分之1MV3平方等于0.6379焦耳，二分之1MV4平方等于0.7627焦耳，二分之1MB5平方等于0.8887焦耳，二分之1MV6平方等于1.0387焦耳。比较表格中的2分之1MV平方与MGH2栏的数据，可以清楚的看到，重锤下落至各个位置时，动能的增加量与重力势能的减少量总是近似相等的，机械能的总量几乎不变。在实验误差允许的范围内，验证了机械能守恒定律。二结论，在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能发生互相转化，但机械能的总量保持不变。3、讨论一。实验。方案的讨论，根据二分之1MVN平方等于MGHN，则有2分之1VN平方等于GHN，即VN平方等于2GHN。所以也可通过验证上市成立的途径验证机械能守恒定律，这样既可减少繁杂的运算，又有利于培养学生的灵活变通能力。但从验证机械能守恒的物理本意，特别是加深对能量守恒的理解方面来看，本实验采用计算能量的方案是可取的。2、电火花计时器的讨论，它是利用交流电的频率计时，而且比较新式的仪器。其主要优点是克服了打点计时器打点时针尖挤压纸袋，给纸袋的运动所造成的阻力，特别是在纸袋运动速度非常大的情况下，更显示其优越性。但由于火花放电时有漂移现象，点击的定位并不十分准确，而且点击面积偏大都会造成位移测量的误差在只在运动速度较小时更显突出。所以高速运动的纸袋用火花计时器，低速运动的纸袋用打点计时器更为合适。