首页 -> 2006年第5期
验证机械能守恒定律实验的改进
作者：弭宝国 赵文琳
“验证机械能守恒”是高中阶段的重点实验，传统的实验方法存在着如下不足：（１）由于打点计时器的表面没有沟槽可以嵌位，使用十字夹固定打点计时器时，很难保证打点计时器的水平、竖直。而打点计时器的“低头”、“侧身”对打点的准确性影响很大。（２）手提纸带释放时，很难保证手的稳定性，致使第一个点打成一堆。（３）有的同学释放纸带时不果断，拖泥带水，致使前几个点间距比正常值小。
二、改进方法
鉴于此，笔者本着简单实用的原则，对实验进行了重新设计，有效地克服了上述不足，取得了较好的实验效果。
如图１，用２．５ｃｍ×３ｃｍ的木料制作一个高１２０ｃｍ、宽３０ｃｍ的木架，并确保木架的方正、竖直。在中间加一宽度为６ｃｍ的横梁，在此横梁的下边缘固定一块宽４厘米的三合板条，用以托住打点计时器。为保证纸带竖直，在上横梁的侧面固定一块儿厚度和打点计时器厚度相等的木条（厚约１．０厘米），把一个小铁夹用木螺丝稳定地固定在该木条上（注意：不能让小铁夹活动，否则仍不能避免纸带震动）。左右调整打点计时器的位置，使纸带保持竖直，并在中间横梁上做标记。
三、实验步骤
１．实验时按所作标记放置打点计时器，并用Ｕ型夹固定，连接导线。
２．穿纸带，挂重物。
３．一手接通电源，另一手迅速释放纸带。
４．关闭电源，拣起纸带研究。
５．重复以上步骤再作几次，选择第一、二点间距接近２毫米且点迹清晰的纸带进行研究。
四、注意事项
１．要选择第一、二点间距接近２毫米的纸带。因为打点时间间隔为０．０２秒，由自由落体运动公式：ｈ＝1/2ｇｔ2＝０．５×９．８×０．０２2＝２毫米，所以，纸带第一、二点间隔接近２毫米，说明纸带是在打第一个点的瞬间下落的，否则就说明纸带下落晚了一步，第一、二点时间间隔小于０．０２秒，这是由打点和释放不能精确同步造成的，本套仪器无法克服。
２．释放纸带时一定要先打开打点计时器的电源，后释放纸带。并且要做到果断、迅速、平稳。
３．释放纸带时不要追求打开电源和释放纸带的同步，因为这样做往往不能同步，造成第一、二点间距大于２毫米，这是先释放，后打点造成的，这样的纸带不能用。
（责任编辑孙晓雯）