Question

根据学过的相关知识完成下列实验报告

实验目的：验证机械能守恒定律．

实验原理：

（1）在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的机械能保持不变．若物体某时刻瞬时速度为v，下落高度为h，则重力势能的减少量为mgh，动能的增加量为，若_______________，则说明验证了机械能守恒定律．

（2）如上图所示,计算打第n个点速度的方法：测出_____，由公式v_n＝_______算出．（所需物理量请用上图中所示符号表达）

实验器材

铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，_____，重物(带纸带夹)．

实验步骤

（1）安装置：按图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路．

（2）打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．__________，让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3～5次实验．

（3）选纸带：分两种情况

A.用mv_n²＝mgh_n验证．

B.用mv_B²－mv_A²＝mgΔh验证．

以上两种选纸带的方案中_____（答案请填写“A”或者是“B”）方案需要要求纸带上打出的第1、2两点间的距离小于或接近2 mm。

数据处理

（1）测量计算

在起始点标上0，在以后各点依次标上1、2、3…，用刻度尺测出对应下落高度h₁、h₂、h₃….

计算出点1、点2、点3、…的瞬时速度v₁、v₂、v₃….

（2）验证守恒

图象法：从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v²，然后以_______为纵轴，以_________为横轴，根据实验数据绘出图线．若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒．

注意事项

速度不能用v_n＝gt_n计算，用v_n＝gt_n计算出的速度比实际值______．（请填写“偏大”或“偏小”）

Answer

在误差允许范围内; mgh= xn和xn+1(或hn+1和hn-1） ）或 毫米刻度尺 先接通电源，再松开纸带 A h 偏大

【解析】（1）在误差允许范围内，则机械能守恒；

（2）根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻速度，则先测量和，可得

（3）实验中还需要刻度尺测量计数点间的距离

（4）实验中为了得到更多的数据，应先接通电源，再释放纸带

（5）根据自由落体运动规律应有，选用点迹清晰，第1、2点间距离接近2mm的纸带，也就以利用起始点和第n点计算，所以方案是A．

（6）重物由静止开始下落距离h获得速度v，根据动能定理得即，即以为纵轴，h为横轴根据实验数据绘出图线，

（7）由于阻力的影响，重物下落的实际加速度，故，重物下落的实际速度要比通过这个计算结果小，即用计算出的速度比实际值偏大