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《高考物理实验专题特训（6）验证机械能守恒定律》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验六：验证机械能守恒定律一.实验目验证机械能守恒定律。二.实验器材铁架台(含铁夹),打点计时器,学生电源,纸带,复写纸,导线,毫米刻度尺,重物(带纸带夹)。三.实验步骤及数据处理1．安装置：按图实-6-2所示将检查.调整好打点计时器竖直固定在铁架台上,接好电路．2．打纸带：将纸带一端用夹予固定在重物上,另一端穿过打点计时器限位孔。用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器地方．先接通电源,后松开纸带,让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3～5次实验．3．选纸带：在打好点纸带中挑选点迹清晰且打点呈一条直线一条纸带．4．数据处理：在起始点标上0,在以后各点依次标上l.2.3……用刻
2、度尺测出对应下落高度h1.h2.h3……利用计算出点1.点2.点3.……瞬时速度v1,v2.v3.……5．验证方法一：利用起始点和第n点计算．代入,如果在实验误差允许条件下,则机械能守恒定律是正确．方法二：任取两点计算.(1)任取两点A.B测出hAB,算出ghAB．(2)算出值．(3)在实验误差允许条件下,如果,则机械能守恒定律是正确．方法三：图象法．从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点下落高度h,并计算各点速度平方V2。然后以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出-h图线．若在误差允许范围内图象是一条过原点且斜率为g直线,则验证了机械能守恒．四.注意事项1．打点计时器要稳
3、定地固定在铁架台上,打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向,以减小摩擦阻力．2．重物要选用密度大.体积小物体,这样可以减小空气阻力影响,从而减小实验误差．3．实验中,需保持提纸带手不动,且保证纸带竖直,待接通电源,打点计时器工作稳定后,再松开纸带．4．测下落高度时,要从第一个打点测起,并且各点对应下落高度要一次性测量完．5．可以不测出物体质量,只需验证。即可．6．速度不能用或计算,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,况且用计算出速度比实际值大,会得出机械能增加结论,而因为摩擦阻力影响,机械能应该减小,所以速度应从纸带上直接测量计
4、算．同样道理,重物下落高度h,也只能用刻度尺直接测量,而不能用计算得到．五.误差分析1．本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力.打点计时器阻力)做功,故动能增加量△EK稍小于重力势能减少量△EP,即△EK<△EP,这属于系统误差．改进办法是调整器材安装,尽可能地减小阻力．2．本实验另一个误差来源于长度测量,属偶然误差．减小误差办法是测下落距离时都从第一点0量起,一次性将各打点对应下落高度测量完,采用多次测量取平均值来减小误差．考点一 实验原理与操作[典例1] 在利用自由落体运动验证机械能守恒定律实验中,电源频率为50Hz,依次打出点为0,1,2,3,4…n。则
5、：图实61(1)如用第2点到第6点之间纸带来验证,必须直接测量物理量为________.________.________,必须计算出物理量为________.________,验证表达式为________________。(2)下列实验步骤操作合理排列顺序是________(填写步骤前面字母)。A．将打点计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(或将纸带翻个面)重新做实验D．将重物固定在纸带一端,让纸带穿过打点计时器,用手提着纸带E．选择一条纸带,用刻度尺测出物体下落高度h1,h2,h3…hn,计算出对应瞬时速度v1,v2,v3
6、…vnF．分别算出mvn2和mghn,在实验误差范围内看是否相等[答案] (1)第2点到第6点之间距离h26第1点到第3点之间距离h13第5点到第7点之间距离h57第2点瞬时速度v2第6点瞬时速度v6mgh26＝mv62－mv22(2)ADBCEF[考点总结·要点谨记]1.实验原理理解[对应第(1)题]1.两种验证方法(1)利用起始点和第n点计算。代入ghn和,如果在实验误差允许条件下,,则机械能守恒定律是正确。(2)任取两点计算①任取两点A.B,测出hAB,算出ghAB。②算出值。③在实验误差允许条件下,如果,则机械能守恒定律是正确。,2.不需要测量重物质量m。2.实验操作步
7、骤[对应第(2)题]安装→穿纸带→打纸带→处理数据。考点二 数据处理与误差分析[典例2] (2015·邹城联考)“验证机械能守恒定律”实验装置如图实64所示采用重物自由下落方法：图实64(1)已知打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度g＝9.80m/s2,所用重物质量为200g。实验中选取一条符合实验要求纸带如图实65所示,O为纸带下落起始点,A.B.C为纸带上选取三个连续点。计算B点瞬时速度时,甲同学用vB2＝2gxOB,乙同学用vB＝,其中所选方法正确是________(选填“
