验证机械能守恒定律的实验装置

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。

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，重物夾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。