图3
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v2-h图线。若在误差允许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定律。
五、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打点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。
六、实验注意事项
1.打点计时器安装要稳固,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,让打点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。
[典 例 精 析]
一、实验原理和实验步骤
【例1】 某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤:
A.用天平称出重物的质量
B.把纸带固定到重物上,并把纸带穿过打点计时器,提升到一定高度
C.拆掉导线,整理仪器
D.断开电源,换上新纸带,重做两次
E.用秒表测出重物下落的时间
F.用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离,记录数据,并计算出结果,得出结论
G.把打点计时器接到低压交流电源上
H.接通电源,释放纸带