高考物理热点实验解析——验证机械能守恒定律

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1、VCM仿真实验高考物理热点实验解析——验证机械能守恒定律高考物理热点实验解析——验证机械能守恒定律VCM仿真实验—验证机械能守恒定律【基础知识精讲】1.实验目的学会用打点计时器验证机械能守恒定律的实验方法和技能。2.实验原理在物体自由下落的过程中，只有重力对物体做功，遵守机械能守恒定律，即重力势能的减少量等于动能的增加量。利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度h，计算出即时速度，便可验证物体重力势能的减少量△Ep=mgh与物体的动能增加量△Ek=是否相等，即验证ghn是否等于。3.实验注意事项（1）安装打点计时器时，必须使穿纸带的两个限位孔在同一竖直线上，

2、以减小摩擦阻力。（2）接通电源前，穿过打点计时器的纸带应平展不卷曲，提纸带的手必须拿稳纸带，并使纸带保持竖直，从而不致人为地增大摩擦阻力，导致机械能损耗。（3）实验时，必须先接通电源，让打点计时器工作正常后才能松开纸带让重锤下落，从而使纸带下落的初速度为零，并且纸带上打出的第一个点是清晰的一个小点。（4）选用纸带应尽量挑选第1、2两点间的距离接近2mm的纸带，以保让打第一个点时纸带的速度为零。（5）6一天一个实验，高考多拿20分！http://lab.vcmedu.comVCM仿真实验高考物理热点实验解析——验证机械能守恒定律测量下落高度时，都必须从起点算起，不能

3、搞错，选取的各个计数点要离起始点适当远一些，以减小测量高度h值的相对误差。（6）因验证的是gh是否等于，不需要知道动能的具体数值，故无需测量重锤的质量m。4.实验误差由于重物和纸带在下落过程中要克服阻力(主要是打点纸带所受的阻力)做功，所以势能的减小量△Ep稍大于动能的增加量△Ek。【真题再现】以下试题均来自VCM仿真实验配套试题1.(2008年全国卷)如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1＞m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。（1）若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量，则需要测量的物理量有______

4、___。①物块的质量m1、m2；②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；③物块B下落的距离及下落这段距离所用的时间；④绳子的长度。（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：①绳的质量要轻；②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；6一天一个实验，高考多拿20分！http://lab.vcmedu.comVCM仿真实验高考物理热点实验解析——验证机械能守恒定律④两个物块的质量之差要尽可能小。以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_________。（3）写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的

5、建议：_____。答案：（1）①②或①③解析：通过连结在一起的A、B两物体验证机械能守恒定律，即验证系统的势能变化与动能变化是否相等，A、B连结在一起，A下降的距离一定等于B上升的距离；A、B的速度大小总是相等的，故不需要测量绳子的长度和B上升的距离及时间。（2）①③。解析：如果绳子质量不能忽略，则A、B组成的系统势能将有一部分转化为绳子的动能，从而为验证机械能守恒定律带来误差；若物块摇摆，则两物体的速度有差别，为计算系统的动能带来误差；绳子长度和两个物块质量差应适当。（3）对同一高度进行多次测量取平均值；或选取受力后相对伸长量尽量小的绳；（补充：尽量减小滑轮的质

6、量、对滑轮转动轴进行润滑、选择质量相对较大的物块A、B）解析：多次取平均值可减少测量误差，绳子伸长量尽量小，可减少测量的高度的准确度。实验过程中，滑轮也会转动，其能量同样来源于A、B组成的系统，故应减小滑轮的质量。2.(2008年江苏卷)某同学利用如图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H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s。（1）若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2＝______(用H、h表示)。6一天一个实验，高考多拿20分！http://lab.vcmedu.comVCM仿真实验高考物

7、理热点实验解析——验证机械能守恒定律（2）该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h(10－1m)2.003.004.005.006.00s2(10－1ｍ2)2.623.895.206.537.78请在坐标纸上作出s2-h关系图。（3）对比实验结果与理论计算得到的s2-h关系图线(图中已画出)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率______(填“小于”或“大于”)理论值。（4）从s2-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是___________。答案：（1）4Hh（2）见图（3）小于（4）摩擦，转动（回答任一即可）

8、解析：（1