用电磁打点计时器记录自由落体运动规律验证机械能守恒定律

【目的和要求】

　　验证物体做自由落体运动时机械能守恒。

【仪器和器材】

　　电磁打点计时器（J0203型），学生电源（J1202型），方座支架（J1102型），直尺，重锤，纸带，导线，夹子。

【实验方法】

　　1．如图2．27－1，把一个烧瓶夹固定在方座支架上，再用烧瓶夹把打点计时器夹牢（注意前后、左右侧面要竖直），接好电源。让纸带穿过电磁打点计时器，把纸带的一端夹在上面的夹子上，另一端夹上一个夹子，下面吊一个重锤，使纸带竖直且尽量不接触打点计时器。

　　2．接通电源，使打点计时器开始工作。松开上面的夹子，让重锤带动纸带自由下落。关闭电源，取下纸带上下调转180°测算各下落高度h_n和相应的即时速度V_n，见图2．27－2，查出当地重力加速度的值，填好上表。

　　3．比较1/2mv_n²和mgh_n，看它们在实验误差范围内是否相等。

【注意事项】

　　1．由于打点计时器打第一点时，并不刚好就是纸带从静止开始下落的时刻，因此应距第一点远一些取计数点。由于落体加速度大，点迹间距较大，所以可以缩小取计数点的时间间隔T，每隔两个（或三个）点速取一个计数点就可以了。

　　2．由于计算h_n要从第一点算起，所以在打点计时器开始工作后放开纸带前，纸带不能竖直上下移动，若用手提住纸带时要特别注意这一点。因为打第一点时，纸带并不刚好开始下落，所以计数点的第一点至少要从点迹的第四点开始，以减小h_n的测量误差。

　　3．此方法的实验误差来源于：高度h_n的误差、S_n的测量误差和纸带与打点计时器的摩擦等方面。在纸带运动速度较大时，纸带与计时器产生摩擦的可能性增多，点迹也出现变成短划的现象，不易准确地确定点迹中心。