实验设计：验证机械能守恒定律

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1、实验设计：验证机械能守恒定律在验证机械能守恒定律的学生实验中，为了减小实验的误差，要求选用第一、二两点间的距离等于2mm的纸带，在实际操作时，有的实验组打出的几条纸带的第一、二点间的距离均小于2mm，究其原因，是由于很难保证纸带在振针打第一个点的瞬间开始下落．针对上述情况我们不妨对实验装置进行改进．用一电磁继电器取代手将纸带夹住，便可解决这一问题，具体做法是：将电磁继电器固定在计时器的上方，如图所示，把电磁继电器和打点计时器分别接在同一个学生电源的交直流接线柱上、然后将纸带压在电磁继电器的衔上(弹簧弹力越大，继电器磁性要强，以便能压住纸带)，最后闭合学生电

2、源上的开关，计电器开始打点，与此同时电磁继电器的衔铁被吸，纸带下落，这样打出的纸带的第一、二两点间的距离每次都很接近2ｍｍ，因此实验中只需打一条纸带即可．参考资料：耿建军验证机械能守恒定律实验的改进《中学物理教学参考》２００１．１２再谈验证机械能守恒定律的实验：验证机械能守恒定律是高中阶段一个重要的验证性实验，该实验是选定一个物体从某一高度由静止开始下落，用打点计时器在纸带上记录物体下落任意高度h的位置，然后用实验测量的方法计算出物体下落任意高度h所对应的瞬时速度v和动能、势能大小，都应该有，从而验证机械能守恒定律．做好该实验的关键有三点：（1）正确合

3、理地使用和安装仪器，保证实验中装置稳固，不晃动，保证重物下落时为自由 落体，纸带与计时器间摩擦应尽量少．（2）计时器打下第一个点时，重物同时下落，保证纸带上留下的该点作为起始点．（3）准确测量下落的高度h，正确计算出对应的瞬时速度v．以上三点中，最基础，最关键是第一点，因为课本上的装置图在实际操作中很不实用，这是因为：其一：该装置中计时器很难装稳，因为计时器本身重力产生一个力矩，纸带与计时器摩擦时也产生一个力矩，这二个力矩方向相同，都使计时器顺时针转动，而且力臂比较大，一个较小的摩擦力足以使计时器反时针转动，由于装置中没有一个明显的力矩使计时器保持平衡，

4、所以，装置很难稳固．其二：打点计时器安装后位置太高，实验时学生操作困难．所以在实验时我们不妨做一改进，即把计时器位置降低，使计时器一侧靠在铁架台底板上同时伸出桌面，这样，既稳固了计时器，又降低了计时器位置，使装置变得容易安装，当然这时打点计时器在纸带上所打的点有所减少，但是仍能用来得到十几个点，并不影响实验的进行．参考资料：周后谱谈“验证机械能守恒定律”的实验装置《中学物理教学参考》2000.3