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1、实验原理： 物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加，总量保持不变。本实验就是通过测出重力势能减少，动能增加的数值，比较二者是否相等，从而验证机械能是否守恒。 设物体质量为m，在某一位置n的速度为
比较
（1）如何求出物体在A点的瞬时速度vA？ 根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间段中间时刻的瞬时速度可求出物体在A点的瞬时速度vA。 下图乙是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从O点开始依次取点1，2，3，……，图中s1，s2，s3，……分别为0～2点，1～3点，2～4点……各段间的距离。
根据公式 例如：量出0～2的点间距离s1，则在这段时间里内物体平均速度 （2）如何确定重物下落的高度？ 上图中h1，h2，h3，……分别为纸带从0点下落的高度。 根据以上数值可以计算出物体在任意点的重力势能和动能，从而验证机械能是否守恒。 如果忽略空气阻气，物体下落过程中的机械能守恒，于是有 该式左边表示物体由A到B过程中动能的增加，右边表示物体由A到B过程中重力势能的减少。等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从物体开始下落的0点至任意一点（如图甲中A点）来进行研究，这时应有： 2、实验器材： 电火花打点计时器（或电磁打点计时器）、交流电源、纸带（复写纸片）、重锤（带有纸带夹子）、导线、刻度尺、铁架台。 3、实验步骤： （1）按如下图所示安装好固定装置。固定好打点计时器，接上电源（开关未闭合）
（2）把纸带的一端用小夹子固定在重锤上，使另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重锤静止在靠近打点计时器的地方。 （3）闭合电源开关，松开手释放纸带，让重锤自由下落，打点计时器在纸带上打下一系列计时点。 （4）换几条纸带，重做上面的实验。 （5）从几条打好点的纸带上挑选第一、二两点间距接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量。 （6）在挑选出的纸带上，先记下第一个点的位置O（或A）再依次选几个点记作1、2、3……（或B、C、D……）。用刻度尺量出各点到O点的距离
（7）用公式 （8）计算出各点对应的势能减少量和动能增加量，并填表记录。
4、实验结论： 在只有重力作用下，物体的重力势能与动能的大小可以互相转变，但总和保持不变。 5、实验注意事项： （1）计时器安装牢固以使重锤，纸带下落时稳定。保证限位孔在竖直线上，使纸带在运动中受到的摩擦阻力最小。可以通过手提纸带上下抽动来判定限位孔调整是否合适。 （2）纸带要平展以减小下落时的阻力。 （3）先接通电源，计时器正常打点后再放开纸带以保证第1个点打的清晰。持纸带的手要稳，以使所打第1个点较小。 （4）重锤应用密度较大的物质，重锤上的纸带夹要牢固且保证纸带固定后方向正确，不偏不斜。重锤的质量稍大些。 （5）纸带的挑选：当第1、2两点间距为2mm时，说明打第1个点时速度为0。验证动能增加过程简化。 （6）测量下落高度都从第1个点量起。（一般纸带选60—80cm为宜）。 （7）本实验不必称出重锤质量。 6、误差分析： 本实验的偶然误差主要是纸带运动中受摩擦力大小及测量下落高度引起的。减小这两个因素的影响是减小误差的有效途径。在重锤上固定纸带要正，计时器限位孔要正，纸带要平。测量下落高度时h尽量大些，多次测量取平均值也可减小误差。 例、在验证机械能守恒实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地重力加速度
分析：该题考查机械能守恒定律的验证，通过对纸带进行处理求出动能增加量和重力势能减小量后再进行比较。 解答：打点计时器打点周期 根据测量数据，重锤从O点运动到C点，下落的高度
误差 |
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，测出n点前后两段相等时间T内的距离
和
，算出
，再根据另一点p的速度
就可以求出动能增加的数值。
，由np距离即重物下落高度
，求出重力势能减少的数值
。
与
是否相等，守恒定律即可得证。
