小丘学堂高考物理必考实验精细精讲实验六验证机械能守恒定律学案

【实验目的】

验证机械能守恒定律。

【误差分析】

1．本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量ΔE_k稍小于重力势能的减少量ΔE_p，即ΔE_k＜ΔE_p，这属于系统误差。改进的办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力。

2．本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差。减小误差的方法是测下落距离时都从0点量起，一次将各打点对应的下落高度测量完，或者多次测量取平均值。

【注意事项】

1．安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以减少摩擦阻力。

2．重物应选用质量大、体积小的物体。

3．应先接通电源，让打点计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落。

4．测量下落高度时，为了减小测量值h的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些，纸带也不易过长，有效长度可在60～80 cm之间。

5．不需测出物体质量，只需验证v＝gh_n即可。

【实验改进】

1．物体的速度可以用光电计时器测量，以减小由于测量和计算带来的误差。

2．整个实验装置可以放在真空的环境中操作，如用牛顿管和频闪照相进行验证，以消除由于空气阻力作用而带来的误差。

3．可以利用气垫导轨来设计该实验，以减小由于摩擦带来的误差。

4．为防止重物被释放时的初速度不为零，可将装置改成如图实Ⅵ－3所示形式，剪断纸带最上端，让重物从静止开始下落。