5.9實驗：驗證機械能守恒定律
(5)紙帶的挑選：應挑選第一、二兩點間的距離接近2 mm且點跡清晰的紙帶進行測量。這是因為：本實驗的前提是在重物做自由落體運動的情況下，通過研究重力勢能的減少量與動能的增加量是否相等來驗證機械能是否守恒的，故應保證紙帶(重物)是在打第一個點的瞬間開始下落。計時器每隔o.02 s打一次點，做自由落體運動的物體在最初0.02 s內下落的距離h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002 m=2 mm，所以若紙帶第一、二兩點間的距離接近2 mm，就意味著重物是在打第一個點時的瞬間開始下落的，從而滿足本次實驗的前提條件(打第一個點物體的初速度為零，開始做自由落體運動)。
(6)測量下落高度時，必須從起點o量起。為了減小測量^的相對誤差，選取的計數點要離o點適當遠些(紙帶也不宜過長，其有效長度可在60 cm～80 cm以內)。
(7)本實驗并不需要知道重力勢能減少量和動能增加量的具體數值，只要對mgh與1/2mv2進行比較（實際上只要驗證1/2v2=gh即可）以達到驗證機械能守恒的目的，所以不必測出重物的質量。
七、誤差分析
(1)做好本實驗的關鍵是盡量減小重物下落過程中的阻力，但阻力不可能完全消除。本實驗中，誤差的主要來源是紙帶摩擦和空氣阻力。由于重物及紙帶在下落中要不斷地克服阻力做功，因此物體動能的增加量必稍小于重力勢能的減少量，這是系統誤差。減小系統誤差的方法有選用密度大的實心重物，重物下落前紙帶應保持豎直，選用電火花計時器等。
(2)由于測量長度會造成誤差，屬偶然誤差，減少辦法一是測距離都應從起點0量起，下落高度h適當大些(過小，h不易測準確；過大，阻力影響造成的誤差大)，二是多測幾次取平均值。
【例一】 在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50hz，查得當地的重力加速度g=9.80m/s2。某同學選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時計數點對應刻度尺上的讀數如圖所示。圖中o點是打點計時器打出的第一個點，a、b、c、d分別是每打兩個點取出的計數點。根據以上數據，可知重物由o點運動到b點時：
(1)重力勢能的減少量為多少?
(2)動能的增加量是多少?
(3)根據計算的數據可得出什么結論?產生誤差的主要原因是什么?
課后作業：
1.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，需要直接測量和間接測量的數據是重物的 ( )
a.質量 b.下落時間 c.下落高度 d.瞬時速度
2.選擇紙帶時，較為理想的是 ( )
a.點跡小而清晰的 b.點跡粗的
c.第一、二點距離接近2mm的 d.紙帶長度較長的(40---50cm)
3.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，有下列器材可供選擇：
鐵架臺、打點計時器、復寫紙、低壓直流電源、天平、秒表、導線、開關。其中不必要的器材是__________。缺少的器材是__________。
4.下列實驗步驟中，合理的順序是
a.把重物系在夾子上，紙帶穿過計時器，上端用手提著，下端夾上系重物的夾子，讓夾子靠近打點計時器。
b.把打點計時器接入學生電源交流輸出端，輸出電壓調在6v。