单摆验证机械能守恒定律

精品文档实验 3单摆验证机械能守恒定律【实验目的】验证机械能守恒定律。【实验器材】铁架台、细线（长约 0.5m）、小钢球、画有等高标记线的背景板、光电门传感器、数据采集器、计算机。实验装置图如图2.6-6 所示。【实验原理】物体在摆动过程中的重力势能和动能可以互相转化， 但总的机械能守恒。设物体自高为 h 处释放，摆至最低点时的速度为 v，则 mgh= 。利用光电门测出物体在最低点的速度，即可验证机械能是否守恒。【实验设计与步骤】在图 2.6-6 所示的背景板上摆球运动过程中的最低点处固定一光电门，仔细调整光电门的高低位置，使得摆球通过光电门时恰好摆球中心水平直径挡光，即挡光长度为摆球d，在数字计时器上读出挡光时间 t，可计算出摆球通过光电门时的速度为v= ，求出动能 E ；测出摆球释放点距摆球运动过程中最低点的垂直距h，以最低点为参考平面，分别计算两侧最高点的重力势能E ，比较 E 和 E 是否相等，验证机械能守恒。1. 在图 2.6-6 所示的背景板上摆球运动过程中的最低点处固定一光电门，仔细调整光电门的高低位置，使得摆球通过光电门时摆球中心水平直径恰好挡光。.精品文档2. 把小钢球用细线悬挂起来，把小球依此拉到宝鸡县 A、B、C、 D 点处释放，并分别记录摆球释放点距离摆球运动过程中最低点的垂直距离 h。3. 分别记录上述四种情况下摆球通过最低点时的速度v。【实验数据记录与分析】参考实验数据及处理结果见表 2.6-3.表 2.6-3m=0.028kg，g=9.8m/s ，d=1.91cm实验次数11.66900.0390.150.041121.38870.02700.100.027430.97100.01320.050.013740.60940.00520.020.0055结论：在误差允许的范围内机械能守恒。【问题与讨论】1、小球摆动过程中的能量是如何转化的？答：小球在向下摆动的过程中重能势能转化为动能，向上摆动的过程中动能转化为重力势能。2、小球摆动过程中机械能会不会变化？答：小球摆动过程中机械能保持不变。3、小球所受到各个力做功的情况如何？答：小球在向下摆动的过程中重力做正功，在向上摆动的过程中重力.精品文档做负功，整个过程中拉力不做功。.