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验证能量守恒班级:机设112 摘要：应用控制变量法，保持所用小车，弹簧不变，用PASCO动力学实验仪器测量小车和弹簧从静止开始运动过程中，在斜面上小车此过程中的速度，运动的位移，以及弹簧的伸长量。根据能量守恒定律，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一种能量转化或转移成另一种能量或其他能量，在此过程中若动能的该变量与势能（包括重力势能，弹性势能）的该变量相等，从而验证能量守恒。关键词：弹簧的伸长量X、速度V、小车在斜面上下落的高度差H、动能的该变量EK、势能的该变量EP引言: 为更加丰富 实验项目：利用机械能守恒定律验证能量守恒 实验目的：用PASCO动力学实验仪器验证能量守恒，即：EK=EP实验仪器：力学小车、力学小车轨道、支架、力传感器、运动传感器、角度测量仪、刻度尺 实验方法：控制变量法实验条件：忽略小车轨道摩擦力和空气阻力。1实验原理介绍: 1.1利用机械能守恒定律：只在重力作用下，动能与势能之间相互转化，而总能量是守恒的，即：运动过程中能量守恒EP=EK 1.2实验原理图如图1所示：图1 1.3在图上取A、B、C三点，分别是A点弹簧处于原长时，此时弹簧的原长为L0，B点小车+弹簧静止时，此时弹簧的伸长的总长为LB，C点为小车+弹簧运动到某一位置时，此时弹簧的总长为LC，小车的速度为V，轨道斜面的倾斜角度为a，小车质量为M。 1.4根据分析：X=LC-L0 H=(LC-LB)SINa 在根据胡克定律：F=KX，则实验原理公式EK=EP可写成1/2MV2=MGH-1/2KX2根据上述公式可得：1/2MV2=MG(LC-LB)SINa-1/2F(LC-L0)要验证能量是否守恒，只需测出L0、LB、LC、V和F的大小即可验证能量是否守恒。2实验方法介绍： 2.1采用控制变量法保持小车和弹簧在实验过程中用PASCO动力学实验仪器测量上述所说的未知量再根据分析计算验证能量是否守恒 2.2用支架将小车轨道固定然后缓慢升起形成一个斜面，在轨道末端侧面安装好角度测量仪，调节轨道使得角度测量仪上显示的角度为10度 2.3先用刻度尺测量出弹簧的原长为LO，然后将力传感器放在小车末端调整好位置，再将弹簧挂在力传感器末端的勾上，再将车挂在弹簧上，放在小车轨道上待其静止，静止后测量此时弹簧的总长为LB 2.4将运动传感器放在小车轨道下端，与小车保持一段距离，然后将力传感器运动传感器接入PASCO动力学实验仪器上，打开计算机应用程序进行创建实验，设置好各项条件，然后插入实验数据图表 2.5让小车从静止开始运动，与此同时启动计算机上的启动按钮，让其进行数据记录，一段时间后点击停止，此时图表上出现相应的图样 2.6对图样进行保存，然后再在图样上选取几个比较适合的点进行数据分析和处理2.7实验连接图如图2所示：图23实验内容及数据处理3.1实验过程中记录数据如下图3所示：图33.2根据数据分析和处理计算出弹簧伸长的总长LC由上述实验步骤中测出的L0=0.052M LB=0.315M 根据查询得SIN10度=0.1736表1次数数据1/2MV2MGH1/2KX21234平均值3.3根据实验原理公式分析处理4实验误差分析在 实验过中轨道摩擦力和空气阻力不能够避免 还有一些