六、误差分析
1.系统误差:在只有重力对物体做功时,物体的动能和重力势能可以相互转化,且动能和重力势能的总和保持不变。但实验不可避免地存在阻力(打点计时器与纸带间的摩擦阻力、空气阻力等),重物下落要克服阻力做功,部分机械能转化成内能,下落高度越大,机械能损失越多,所以实验数据出现了各计数点对应的机械能依次略有减小的现象。改进的办法是改进器材,尽量减小阻力。
2.偶然误差:在进行长度测量时,测量及读数不准造成误差。减小误差的办法:
(1)测量距离时都必须从起始点O开始依次测量。
(2)多测几次,取平均值。
3.打点计时器产生的误差:
(1)由于交流电的周期不稳定,造成打点时间间隔变化而产生误差。
(2)振动片振动不均匀,打点过浅或过紧造成误差;纸带放置的方法不正确,计数点选取的不好,都会造成误差。
七、注意事项
1.尽量减小各种阻力而减小实验误差,可采取如下措施:
(1)物体选用体积小、密度大的重锤,且力求纸带下落前保持竖直,以减小系统误差。
(2)打点计时器必须稳固安装在铁架台上,并且两个限位孔的中线要严格在同一竖直线上,以减小纸带受到的摩擦阻力。
2.实验时,必须先接通电源,让打点计时器正常且稳定工作后,再松开纸带让重
物下落。
3.对纸带进行测量时,应一次性测出各计数点到起始点O的距离,不能分阶段测量,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O尽量远一些,纸带也不易过长,有效长度可在60~80 cm之间。
4.不必测量出物体的质量,只要验证ghn=vn2即可。
5.速度不能用v=gt或v=计算,因为只要认为加速度为g,机械能必然守恒,即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律,况且用v=gt计算出的速度比实际值要大,会得出机械能增加的错误结论,而因为摩擦阻力的影响,机械能应该减小,所以速度应从纸带上直接测量计算。同样的道理,重物下落的高度h,也只能用刻度尺直接测量,而不能用h=gt2或h=计算得到。
[例1] 用落体法验证机械能守恒定律。
(1)从下列器材中选出实验必需的器材,其编号为____________。