【学霸优课】2017届高考物理一轮复习专题十二实验与探究考点1力学实验六验证机.

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1、实验六验证机械能守恒定律(S1P基础点重难点基础点1.实验装置图2.实验目的验证机械能守恒定律。3.实验原理通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律。4.实验器材打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线两根。5.实验步骤(1)安装器材：将打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器与低压电源相连。(2)打纸带用手竖直提起纸带，使匣物停靠在打点计时器卞方附近，先接通电源，再松开纸带，让重物口由下落，打点计时器就在

2、纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新的纸带重打几条(3〜5条)纸带。(3)选纸带：分两种情况说明①若选第1点。到下落到某一点的过程，即用mgh=^inv來验证，应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2mm的纸带。②用*/〃说一如说=〃绘八力验证时，山于重力势能的相对性，处理纸带吋选择适当的点为基准点，这样纸带上打岀的第1、2两点间的距离是否小于或接近2mm就无关紧要了。6.实验结论在误差允许的范围内，自山落体运动过程机械能守恒。重难点一、数据处理1.求瞬时速度在笫一个打点上标出0,并从稍靠后的某一点开始，依次标出1

3、、2、3、4、…并屋出各点到位置。的距离力I、力八氐力八…。用公式4=如册斗十算出各点对应的瞬时速度旳、血、旳、内、・・・。2.验证守恒法一：利用起始点和第Z2点计算。代入gh和*盒如果在实验误差允许的范围内，ghn=扌总则说明机械能守恒定律是正确的。法二：任取两点让算(1)任取两点人〃测出屁，算IHghAB.(2)算出屛一松的值。(3)如果在实验误差允许的范围内,则说明机械能守恒定律是匸确的。法三：图象法。从纸带上选取多个点，测最从第一点到其余各点的下落高度力，并计算各点速度的平方然后以*/为纵轴，以力为横轴，根据实验

4、数据绘川£归力图线。若在误差允许的范围内图象是-条过原点且斜率为呂的直线，则验证了机械能守恒定律。二、误差分析误差产生原因减小方法偶然误差测量长度带来的误差(1)测量距离时应从计数点0量起9且选取的计数点离0点远些(2)多次测量取平均值系统误差重物和纸帯下落过程中存在阻力(1)打点计时器安装稳固，并使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力(2)选用质量大、体积小的物体作重物9以减小空气阻力的影响三、注意事项1.打点计吋器耍稳定地固定在铁架台上，打点计吋器平面与纸帯限位孔调整在竖直方向，以减小摩擦卩FL力。1.应选用质量和

5、密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小。2.实验中，需保持提纸带的手不动，口保证纸带竖直，待接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带。3.测下落高度时，若采用法一、法三，要从第一个打点测起，并H•挑选1、2间距离为2mm的纸带，并各点对应的下落高度要一次测虽完。若采用法二则不受此限制，但无论哪种方法纸带长度选用60cm左右为宜，应选用点迹清晰的纸带进行测量。4.如果:不测出物体质量吋，只需验证*vn=ghn或*说一*说=gAh,B也可以验证机械能守恒定律。5.速度不能川

6、vn=gtn或％药计算，因为只要认为加速度为g,机械能当然守恒,即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，况R用vti=gtn计算出的速度比实际值大,会得出机械能增加的结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，所以速度应从纸带上肓接测量计算。同样的道理，重物下落的高度力，也只能用刻度尺宜接测聚，而不能用也或力尸云讣算得到。四、实验改进1.物体的速度可以用光电计时器测量，以减小由于测量和计算带來的误差。2.整个实验装置可以放在真空的坏境中操作，如用牛顿管和频闪照相进行验证，以消除由于空气阻力作用而带来的误差。3.可以利

7、用气垫导轨來设计该实验，以减小由于摩擦带來的误差。4.为防止重物被释放时的初速度不为零，可将装置改成如图所示形式，剪断纸带最上端，让重物从静止开始下落。鱸话命题法解题法>［考法综述］对验证机械能守恒定律实验的考查，从近儿年的高考题看，更多的题目还是以机械能守恒定律的典型模型为背景进行设计创新來考查实验能力。设计虽“万变”但“不离其宗”，实验的原理、方法等与教材已有的实验基木是相通的，要注意迁移应用。所以复习木实验吋要注意学握：3种方法——验证守恒的三种方法1个速度——物体的速度孑的求解1种迁移——实验原理的迁移命题法1实

8、验数据的处理典例1某同学利用如图（卬）所示的实验装置验证机械能守恒定律。弧形轨道末端水平，离地面的高度为〃。将钢球从轨道的不同高度力处由静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为Xo（甲）（1）若轨道完全光滑，，与力的理论关系应满足/=。（用〃、力表示）（2）该同学经实验测量得到一组数据如表所示，请在图（乙）所示的坐