用DIS验证机械能守恒定律的三种方法

1、用 DIS 验证机械能守恒定律的三种方法一、用斜轨法验证机械能守恒定律实验目的用斜轨法验证机械能守恒定律。实验原理位于倾斜轨道上的小车，忽略轨道的摩擦力，因只有重力对其做功，所以机械能守恒。取低处光电门传感器( 接数据采集器第二通道) 为零势点，设两光电门之 间 的 高 差 为h ， 则 ： 在 两 光 电 门 传 感 器 处 小车 的 机 械 能 分 别 为 ：E11 mv12mghE21 mv222，2若 L1 为两光电门问的距离，L2 为轨道两支脚之间的距离， S 为轨道一个支脚调高高度： S' 为本支脚平衡摩擦后高度，则公式中hL1 * (S S' ) / L2本实验中

2、，“I ” 型挡光片的宽度为 002m，小车的质量为 0.2345kg ，L1=0.50m，L2=1.OOm， S=0.037m，S'=0.013m，所以 h=0.012m。两光电门传感器处机械能损耗的计算公式为：n ( E1 E2 ) / E1 E2 ) / 2实验器材朗威 DISLab、计算机、DISLab 力学轨道及附件、天平等。实验装置图见图 22 1。实验过程与数据分析l 、将力学轨道调节水平，把一侧调高3.7cm，按 0.5 米间距安装两光电门；2、将两光电门接入数据采集器第一、二通道；3、打开“计算表格” ，点击“自动记录”中的“开始” ，让小车自由向下滑动56 次，点击

3、停止；4、点击“公式”，输入变量和计算公式，得到计算结果；5、由结果可见：六次实验中机械能损失仅在1.90 2.90 之间；6、进一步改进实验手法，精细调节力学轨道垫高的角度，平衡摩擦力，可大幅度提高实验精度， 得到图 22-3 所示的计算结果， 机械能的损失已控制在千分之一以内；7、由此可得出结论：在只有重力做功的情况下，机械能守恒。1二、用气垫导轨法验证机械能守恒定律实验器材朗威 DISLab、计算机、气垫导轨、天平等。实验目的用气垫导轨法验证机械能守恒定律。实验装置图见图 22-4 。实验过程与数据分析1、将气垫导轨调节水平，把一个支脚调高2.4cm， ( 也可先安装，测量出角度后修改公

4、式 ) ，按 0.5 米间距安装两光电门：2、将两光电门接入数据采集器第一、 二通道：3、打开“计算表格” ，点击“自动记录”中的“开始”，启动气源，让滑块自由滑下45 次，关闭气源；4、点击“公式”，输入变量和计算公式，得到计算结果；5、由结果可见，五次实验中机械能损失仅在 1.30 1.95 之间。在误差范围内，可得出结论：在只有重力做功的情况下，机械能守恒。2三、用摆球法验证机械能守恒定律实验目的用摆球法验证机械能守恒定律。实验原理把一个摆球用细线悬挂起来并拉到一定的高度，然后放开，摆球在摆动过程中，动能和势能发生相互转化，忽略空气的阻力影响，因只有重力对其做功，所以机械能守恒。取摆球摆

5、动时最低点为零势点，将光电门传感器固定在不同点，设此点的E1mv2mgh高度为 h，则在两光电门传感器处摆球的机械能为：2本实验中，摆球为直径为0 008m 小圆柱体，质量为00075kg，摆球通过光电门传感器时的挡光时间为tl ，所以：摆球的速度为 v0.008/ t1。实验器材朗威 DISLab、计算机、 DISLab 机械能守恒实验器 ( 图 231) 、天平等。实验装置图见图 23-2 。实验过程与数据分析1、将 DISLab 机械能守恒实验器按装配图安装好 ( 参照用户手册 ) ，把光电门传感器固定在实验器的A 点，并接入数据采集器的第一通道；2、将小摆球用磁铁夹吸住， 固定在A 点上方 510 厘米处；3、移动光电门传感器固定臂， 使用测平器观察并调整光电门的透光孔正好在 A点；4、打开“计算表格” ，点击“自动记录”中的“开始”，释放摆球，当摆球通过光电门传感器后，阻止摆球回摆；5、移动光电门传感器固定臂， 使用测平器观察并调整光电门的透光孔分别位于 B、C、D点，重复步骤 4，获得四次实验数据；6、点击“变量”分别定义“h”“m”表示光电门距零势点的高度和摆球的质量，并输入相应的数据；7、点击“公