从起始点到第n个计数点,重力势能减少量为mghn,动能增加量为mvn2,计算ghn和vn2,如果在实验误差允许的范围内ghn=vn2,则机械能守恒定律得到验证。
2.方法二:任取两点A、B
从A点到B点,重力势能减少量为mghA-mghB,动能增加量为mvB2-mvA2,计算ghAB和vB2-vA2,如果在实验误差允许的范围内ghAB=vB2-vA2,则机械能守恒定律得到验证。
3.方法三:图像法
计算各计数点v2,以v2为纵轴,以各计数点到第一个点的距离h为横轴,根据实验数据绘出v2h图线。若在误差许可的范围内图像是一条过原点且斜率为g的直线,如图2所示,则验证了机械能守恒定律。
图2
六、误差分析
1.本实验的误差主要是由纸带测量产生的偶然误差以及重物和纸带运动中的空气阻力及计时器的摩擦阻力引起的系统误差。
2.测量时采取多次测量求平均值的方法来减小偶然误差,安装打点计时器使两限位孔中线竖直,并且选择质量适当大些、体积尽量小些的重物来减小系统误差。
七、注意事项
1.计时器安装要稳固,并使两限位孔的中线在同一竖直线上,以减小摩擦阻力。
2.应选用质量和密度较大的重物,增大重力可使阻力的影响相对减小,增大密度可以减小体积,可使空气阻力相对减小。
3.实验时,应先接通电源,让计时器正常工作后再松开纸带让重物下落。
4.本实验中的两种验证方法均不需要测重物的质量m。
5.速度不能用v=gt或v=计算,应根据纸带上测得的数据,利用vn=计算瞬时速度。