2018版高考物理（全国用）大一轮复习讲义（文档）第五章机械能第五章实验六

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1、实验六验证机械能守恒定律回归教材掌握基本原理和基本方法过好双基关n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（如图1所示）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、复写纸、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.⑵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,让重物自由下落，打点计时器就在纸

2、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mgh=^mv2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—^）Wa=zwgA/?验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带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闱内,自市落体运动过程机械能守恒.a规律方法总结1.误差分析⑴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高度测量

3、完，二是多测几次取平均值.(2)系统误差：由于重物和纸带下落过程屮要克服阻力做功，故动能的增加量隠=如讦必定稍尘于重力势能的减少量mghnf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竖直架稳,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,不能用久=7亦或5=g/來计算.3.验证方案方案一：利用起始点和第杜点计算代入mghn和如如果在实

4、验误差允许的范围内，〃和如相等，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/、B,测Jl!hAB,算出mghAB.(2)算出^nWB—^mVA的值.(3)在实验误差允许的范圉内,若mghAB=^nVB—^Wa,则验证了机械能守恒定律.方案二：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方，并计算各点速度的平方加，然后以如2为纵轴，以力为横轴，根据实验数据作出y~h图象.若在误差允许的范围内图象是一条过原点II斜率为£的直线，则验证了机械能守恒定律.抓住题眼重审题总结解题技巧方法研透命题点命题点一教材原型实验【例11(

5、2016-北京理综・21⑵)利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验.打点计时器•夹子重物(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的A.动能变化量与势能变化量B.速度变化暈和势能变化暈C.速度变化量和高度变化量(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是A.交流电源B.刻度尺C.天平(含袪码)(1)实验屮，先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带.在纸带上选取三个连续打岀的点/、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为加、伽、吐.已知当地重力加速度为g，打

6、点计时器打点的周期为7：设重物的质量为”从打O点到打B点的过程屮，重物的重力势能变化量A£p=,动能变化量人侨=•仏如—L2图3(2)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是A.利用公式v=gt计算重物速度B.利用公式v=y[2gh计算重物速度C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响D.没有采用多次实验収平均值的方法(3)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点0的距离刀，计算对应计数点的重物速度描绘孑方图彖，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该

7、同学的判断是否正确.答案(1)A(2)AB⑶一哗加如?(务2)2(4)C(5)不正确，理由见解析解析(1)重物下落过程中重力势能减少，动能增加，故该实验需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量在误差范围内是否相等，A项正确.(2)电磁打点计时器使用的是交流电源，故要选A.需要测纸带上两点间的距离，还需要刻度尺,选B.根据mgh=^mv2~0可将等式两边的质量抵消，不需要天平，不选C.⑶重物的重力势能变化量为AEp=—mghSf动能的变化量也=如亦=如(加2寺(4)重物重力势能的减少量大于动能的增加量，是因为重物下落过程中存在空气阻

8、力和摩擦阻力的影响，C正确.(5)该同学的判断依据不正确，在重物下落/?的过程中，若阻力/恒定，根据mgh-fh=^mv2-0,则v2=