对验证机械能守恒定律实验的改进
摘要:验证机械能守恒定律实验成功的关键是要使打点计时器竖直架稳.本文针对教材中该实验存在的不足,提出将装置中的打点计时器放低来保证实验的成功。
关键词:机械能守恒;打点计时器;演示实验
高级中学教科书《物理》(2003年版)第一册学生实验六为验证机械能守恒定律[1],笔者认为教科书中介绍的实验不易操作,现做如下探讨和改进。
验证机械能守恒定律实验成功的关键是要使打点计时器竖直架稳,以减小纸带下落时所受的摩擦,教科书所示装置是将打点计时器用方座支架悬在空中[1~3],复夹或烧瓶夹不但起固定作用,而且要承担计时器重量,由于计时器重心离固定点较远,即使固定再紧,打点计时器在实验过程中都会倾斜而在正视方向不竖直(侧视方向仍然竖直不变),这样纸带下落所受摩擦力很大,甚至被限位孔刮断。另外,由于计时器太高,提纸带需站到凳子上,非常不便,手又抖动,不易做到从静止释放纸带。

因此,可以将原装置中的打点计时器放低,如图1所示,让计时器重量由方座支架台面承担,复夹只起到固定作用。安装时只需要将桌子、方座支架调平放稳,即可保证计时器竖直,在实验过程中也不会变化,做起来很方便。同时还可以在支架竖直杆上端固定横杆,将纸带压在上面释放,可以防止抖动,做到从静止开始释放纸带,满足实验要求。
以上实验的装置和方法笔者已经指导学生多年,实验效果很好,写出来以供同仁参考和继续完善。
参考文献:
[1] 人民教育出版社物理室.全日制普通高级中学教科书#物理(必修第一册)[M].北京:人民教育出版社,2003.148.
[2] 人民教育出版社物理室.物理(必修第一册)[M].北京:人民教育出版社,1995.263.
[3] 人民教育出版社物理室.全日制普通高级中学#物理(试验修订本·必修第一册)[M].北京:人民教育出版社,2000.193,195.
[4] 杨国亮.打点计时器的缺陷对两个学生实验的影响[J].物理实验,2001,21(6):27.

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