验证机械能守恒:纸带数据判读

让连续计数点自己“说话”:比较重力势能的减少量与动能的增加量。

先选两点

在纸带上选取两个橙色计数点(1~6),再读右侧的速度与能量计算。两端点不能选,因为它们缺少相邻点,无法用中间时刻速度公式。

下落纸带

相邻计数点的时间间隔 T = 0.020 s;向下位移记为正。

已选:第2点 与 第6点。为便于选点,图上间距作了适度放大,判读以标注数据为准。

用中间时刻速度法判读

重物质量 m = 0.050 kg,取 g = 9.8 m/s²。先用相邻点的位移求两个所选点的瞬时速度。

第一个点:2 第二个点:6 下落位移:62.72 mm

v₂ = (x₃ − x₁) ÷ (2T)

v₆ = (x₇ − x₅) ÷ (2T)

重力势能减少量 ΔEₚ = mgΔh

动能增加量 ΔEₖ = ½m(v后² − v前²)

实验判断的尺度:纸带长度的读数、打点的时间间隔,以及空气阻力和纸带摩擦都会带来差异。因此,真实实验中两者应当在误差允许范围内接近,而不是要求小数点后完全相等。