验证机械能守恒定律的实验装置

2019-03-13 02:45山东省聊城市第三中学2016级陈占亚
发明与创新 2019年10期
关键词:支杆铁块计时器

文 山东省聊城市第三中学2016级(2)班 陈占亚

用现有的验证机械能守恒定律实验装置做实验时,打点计时器会因受到外力的作用而抖动,影响实验结果;演示时不能投影放大,坐在后排的学生看不清实验现象;实验时需用手捏住纸条,开、关按压打点计时器不便。

为解决上述问题,我设计了验证机械能守恒定律的实验装置。

该实验装置结构如下图所示。

装置结构示意图

实验开始前,先将装置放好,把一号支杆和二号支杆调至合适的高度并固定。接着将打点计时器夹在一号支杆上,纸条夹夹在二号支杆上,让纸条从复写纸的背面穿过打点计时器,且保证振针在打下时能通过复写纸打到纸条。

纸条穿过打点计时器之后,重物夹的挂钩能勾住铁块上的钩环,以此将纸条和铁块连接,并将纸条捋直,使其与铁块处于同一垂直线上。再用纸条夹夹住纸条,通过调节环将加固杆调节至支杆杆托能托住一号支杆,最后将支杆托槽与一号支杆固定,准备工作完成。

实验时,先接上电源,打开开关让其预热,待打点计时器工作稳定后再将纸条夹打开,让纸条和铁块自由下落,纸条夹夹住纸条,可让演示者腾出一只手。

纸条在下落过程中,打点计时器的振针会有规律地在复写纸上来回击打,振针所打的点通过复写纸标记在纸条上。

在纸条上选取一段均匀的点进行测量,结合打点计时器的打点规律便可算出铁块下落时不同时段的速度。结合机械能守恒定律公式进行不同时段的计算后再进行对比,便可验证在允许误差内的机械能是否守恒。

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