验证机械能守恒定律

实验目的

1. 利用打点计时器，学会验证机械能守恒定律的方法
2. 培养提出问题、分析论证及反思评估的能力

实验器材

1. 铁架台（带铁夹）
2. 打点计时器
3. 刻度尺
4. 重物（钩码）
5. 纸带
6. 电源

实验步骤

1. 纸带一端吊重物，另一端穿过打点计时器。手提纸带，使重物靠近打点计时器并静止
2. 接通电源，松开纸带，让重物自由落下，利用打点计时器记录重物下落过程中的运动情况
3. 选择一条点迹清晰且第一、第二点间距离接近 2mm 的纸带，把物体静止下落的起始点记为 O，测量出纸带上其他点相对 O 点的距离，作为重物经过这些点的高度 hi
4. 纸带中相邻两点的时间间隔为 T = 0.02s，用公式 vi = (hi₊₁ − hi₋₁)/(2T) 计算各点的瞬时速度 vi
5. 计算各点重力势能的减少量 ΔEp = mghi 和动能的增加量 ΔEk = ½mvi²，填入数据记录表
6. 比较 ΔEk 与 ΔEp 的值，分析数据，形成结论

实验结论

1. 在实验误差允许的范围内，动能的增加量 ΔEk 等于重力势能的减少量 ΔEp
2. 验证了机械能守恒定律：在只有重力做功的情况下，物体的动能和势能相互转化，总的机械能保持不变

交流与评价

1. 对实验数据进行分析，可得到什么实验结论？
2. 上述实验方案中，引起实验误差的主要因素有哪些（如纸带与限位孔间的摩擦、空气阻力、读数误差）？如何减小实验误差？
3. 为什么实验中不测量重物的质量也能验证机械能守恒定律？

注意事项