机械能守恒定律演示器的设计与自制.pdf

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实验创新中：

b参考第37卷第4期2008年4月机械能守恒定律演示器的设计与自制刘万强王中院（湖北荆州松滋市第一中学434200）机械能守恒定律是中学物理的重点、热点和难点现有各种版本的高中物理教材，几乎都是使用打点计时器研究自由落体运动来验证机械能守恒的从学会使用打点计时器和掌握纸带的处理方法来看，这一安排是有必要的；但就机械能守恒模型来说，选择自由落体运动过于简单能否另外设计一个制作简便、操作容易、测量准确的仪器呢?

经多次研究，笔者对该实验进行了改进，在实际教学中也取得了好的效果一、实验设计

（一）1实验装置介绍如图1，用长约50cm的细线拴住钢球做成摆，摆线另一端固定在铁架台横杆上，在悬点正下方放一剃须刀片，刀片平面取水平方向，刀刃与摆线的运动方向斜交而不垂直，如图2中的俯视图，这样可以迅速把摆线割断调整刀刃位置，使之恰能在球摆到最低点时把线割断，割断处尽量靠近小球在水平地面放一白纸，上面再放一复写纸2实验操作与数据分析图1二、实验设计

（二）1实验装置介绍如图3，制作一高约80cm，由落球平板底座、顶板和两立柱构成的木质支架，两立柱（宽2cm）相距12cm；一厚度2cm、宽5cm、平，木板下面固定一电池盒对横杆电磁吸球器供电，在木板左侧图3如图2，将摆球偏离平衡位置B，测出小球在A处相对B点的高度h释放摆球，当球经过平衡位置时摆线被割断，小球做平抛运动，落地后在白纸和复写纸上打下落点痕迹，测出水平射程s和抛出点离地面的高度hz据平抛规律可知，球经B点时的厂=一速度一一s彘球在A点相对B点的重力势能4一mgh，经B图2点的动能一mvB一_rags比较和EkB，可得在误差允许范埘2围内机械能守恒的结论将小球从A处再次释放，重做上面实验3存在问题实验每做一次悬线被切断一次，第二次必须重新安装小球且重新调整，相当麻烦如果一次实验中引起了较大误差，就不能得到正常结论，不利于多次重复实验取平均值来减小误差。

这种随时组装的简易仪器，实验时需要四处寻找所需小物件（刀片、夹子等），也不便于搬运和保管能否制成成品仪器以便于利用?

我们又做了如下设计改进句E-mail：

phycfe21com距离两端1cm处安装一按压式开关（只与其一开关构成电路，另一空接）；在落球平板底座上铺放白纸和复写纸开白1,liK开图4图52实验操作与数据分析如图5，接通电源，把直径2cm的钢球放在电磁吸球器上将木板拉至一定高度后调整横杆上的细线，让钩子钩住木板在F处静止把木板从F处由静止释放，钢球随木板一起向下摆动当木板摆动到最低位置G时与立柱相碰，同时开关被按压使电源断开吸球器失磁，钢球因惯性做平抛运动，落在白纸和复写纸上打下落点痕迹测出图5中的H、h、z，根据平抛规律可知钢球经G点时一厂一的速度VG一一z南设由木板、钢球、吸球器和电池盒等组成的摆总质量为M，它们在lF点相对G点的重力势能E一Mgh，经G点时的动能EkG一下Mvc2一MgxH2比较F和EkG，可得在误差允许范围内机械能守恒的结论为减小实验误差，可把木板拉到同一位置下落8至1O次，用尽可能小圆把所有落点圈在里面，圆心就是小球的平均落点为确保小球每次从同一高度的某位置释放，每次释放前将木板用悬挂在横杆上的钩子钩住以矫正出发点的位置，同时也便于h的测量3实验设计

（二）的优点选材容易，制作简便，操作简捷，测量简单，现象明显，误差较小，教学效果好维普资讯http:

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