三、实验器材
打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物(带夹子)、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线。
四、实验步骤
1.安装置:按实验原理图将检查、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。先接通电源,后松开纸带,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
(1)用mgh=12mv2来验证,应选点迹清晰且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带。
(2)用12mv2B-12mv2A=mgΔh验证时,只要A、B之间的点迹清晰即可选用。
五、实验结论
在误差允许的范围内,自由落体运动过程机械能守恒。
六、误差分析
1.测量误差:减小测量误差的方法,一是测下落距离时都从0点量起,用刻度尺一次将所打各点对应的下落高度测量完,二是多测几次取平均值。
2.系统误差:由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功,故动能的增加量ΔEk=12mv2n必定稍小于重力势能的减少量ΔEp=mghn,改进办法是调整安装的器材,尽可能地减小阻力。
七、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.应选用质量大、体积小、密度大的重物。
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.测重物下落的高度h应用刻度尺直接测量,计算某时刻的瞬时速度时应用vn=hn+1-hn-12T,不能用vn=2ghn或vn=gt来计算。