【新步步高】2017年高考物理一轮复习第5章功功率机械能实验六讲义（新课标全国）

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1、必修2讲/iG机械能实验六验证机械能守恒定律【龙钢駕读丨1掌梅验证机械觭守怍定楝的方法？会用u算济或用象泫钋》实验教抿基本实验要求1.实验目的验证机械能守恒定律.2.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.3.实验器材打点计时器、电源、纸带、S写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线两根.4.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，使重物停靠在打点计时器下方附近，先接通电源，再松开纸带，让

2、重物自由下落，打点计吋器就在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0到下落到某一点的过程，即用m来验证，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—=验证时，由于重力势能的相对性，处理纸讲时选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否小于或接近2mm就无关紧要了.1.实验结论在误差允许的范围内，自由落体运动过程机械能守恒.规律方法总结1.误差分析(1)测量误差：减小测量误差的方法，一是测下落距离时都从0点量起，一次将各打点对应下落商度测量完，二是多测儿

3、次取平均值.(2)系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量A£k=

4、〃w，,2必定稍企于重力势能的减少量△&=〃汉改进办法是调整安装的器材，尽可能地减小阻力.2.注意事项(1)打点计时器要竖直：安装打点计时器时要M架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以减少摩擦阻力.(2)重物应选用质量大、体积小、密度大的材料.(3)应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落.(4)测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用v,t=‘lf1，不能用或％=gt来计算•3.验证方案方案一：利用起始点和第n点计算代入哪/?,,和+■/，如果在实

5、验误差允许的范围内，州冰和

6、麵/相等，则验证了机械能守恒定律.方案二：任取两点计算(1)任取两点A、B,测出/.，算出⑽似.(2)算出—

7、職42的值.(3)在实验误差允许的范围内，若mghAn=^mvi}2—^mvA2,则验证了机械能守恒定律.方案三：图象法从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度并计算各点速度的平方zA然后以为纵轴，以/2为横轴，根据实验数据作出—A图线.若在误差允许的范围内图线是-•条过原点且斜率为&的直线，则验证了机械能守恒定律.考点一实验原理与实验操作位:min1.［实验操作］如图1所示，在利用自由落体运动验证机械能守恒定

8、律的实验中，电源的频率为50Hz,依次打出的点为0、1、2、3、4、…、zr则：i23图1(1)如用第2点到第6点之间的纸带來验证，必须直接测量的物理量为、、,必须计算出的物理量为、，验证的表达式为.(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是(填写步骤前面的字母).A.将打点汁时器竖直安装在铁架台上B.接通电源，再松开纸带，让重物自由下落C.取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个而)重新做实验D.将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带E.选择一条纸带，川刻度尺测出重物下落的高度/?1、A2、如、…、么，计算出对应的瞬时速度打1、巧、口3、…、％F

9、.分别算出^%2和哪么，在实验误差允许范围内看是否相等答案⑴第2点到第6点之间的距离Zz26第1点到第3点之间的距离如第5点到第7点之间的距离/z57第2点的瞬吋速度r2第6点的瞬吋速度％”袖26=^nv62-jmv22(2)ADBCEF解析(1)要验证从第2点到第6点之间的纸带对应重物的运动过程中机械能守恒，应测出第2点到第6点的距离/?26，必须测出第1点到第3点之间的距离/?13和第5点到第7点之间的距离h57,必须计算出第2点和第6点的瞬时速度P2和^6，机械能守恒的表达式为^/?26=2my6212—Y腑2•(2)实验橾作顺序为ADBCEF.2.［

10、实验原理与操作］在一次实验验证课上，某同学利用自由落体运动來验证机械能守恒定律，该同学开始实验吋的情形如图2所示，他将打点计吋器接通低压电源后释放纸带.(1)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方.①②(2)该同学在教师的指导下规范了实验操作，重新进行实验，得到了几条(3〜5条)打出一系列点的纸带，在选点验证机械能守恒时，有以下两种方案，其中对选取纸带的1、2两点间距离要求小于或接近2mm的是方案(填“一”或“二”).方案•一：利用起始点和第点计算；方案二：任取两点计算.(1)该同学最终选择了方案一，结合图象法进行数据分析，他从纸带上选取多个

11、点.测量从第一点到苒余各点的下落髙度/2,并计算各点