2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)学生用-实验七 验证机械能守恒定律.docxVIP

实验七验证机械能守恒定律

装置原理图

实验步骤

注意事项

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，让重物自由下落，打点计时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)。

3.选纸带:从打出的几条纸带中选出一条点迹清晰的纸带。

1.安装:打点计时器竖直安装，纸带沿竖直方向拉直。

2.重物:选密度大、质量大的金属块，且在靠近打点计时器处释放。

3.选带:点迹清晰，且第1个点、第2个点间距离接近2mm。

4.速度:vn=hn

数

据

处

理

方案一:利用起始点和第n点计算

代入mghn和12mvn2，如果在实验误差允许的范围内，mghn和12m

方案二:任取两点计算

(1)任取两点A、B，测出hAB，算出mghAB。

(2)算出12mvB2

(3)在实验误差允许的范围内，若mghAB=12mvB2－

方案三:图像法

从纸带上选取多个点，测量从第一个点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以12v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出12v2－h图像。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为g的直线

考点一教材原型实验

例1(2024·浙江6月选考,16-Ⅰ)在“验证机械能守恒定律”的实验中,

(1)下列操作正确的是。?

(2)实验获得一条纸带,截取点迹清晰的一段并测得数据如图所示。

已知打点的频率为50Hz,则打点“13”时,重锤下落的速度大小为m/s(保留3位有效数字)。?

(3)某同学用纸带的数据求出重力加速度g=9.77m/s2,并用此g值计算得出打点“1”到“13”过程重锤的重力势能减小值为5.09m,另计算得动能增加值为5.08m(m为重锤质量),则该结果(选填“能”或“不能”)验证机械能守恒定律,理由是(填选项前的字母)。?

A.在误差允许范围内

B.没有用当地的重力加速度g

例2(2025·内蒙古呼和浩特高三开学考)某同学用如图甲所示装置“验证机械能守恒定律”时,所用交流电源的频率为50Hz,得到如图乙所示的纸带。选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起点O的距离为x0=19.00cm,点A、C间的距离为x1=8.36cm,点C、E间的距离为x2=9.88cm,g取9.8m/s2,测得重物的质量为m=1kg。

(1)下列做法正确的有。?

A.必须要称出重物和夹子的质量

B.图中两限位孔必须在同一竖直线上

C.将连着重物的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器

D.实验时,先接通打点计时器的电源,再放开纸带

E.数据处理时,应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置

(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律,重物减少的重力势能是J,打下C点时重物的速度大小是m/s(结果均保留3位有效数字)。?

(3)根据纸带算出打下各点时重物的速度v,量出下落距离x,则以v2为纵坐标、x为横坐标画出的图像是一条过原点的直线,若在误差允许的范围内,该直线的斜率等于,可验证机械能守恒定律。?

听课笔记?

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考点二创新实验

1.速度测量方法的创新

从测量纸带上

求各点速度→由光电门测速度

2.物体运动形式创新

物体从自由落体改为沿圆弧面下滑,在斜面上运动。

3.研究对象的创新

从单个物体创新为两个物体组成的系统,验证系统在某一过程机械能守恒。

例3(2025·河北衡水高三月考)如图,某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,已知遮光条宽度为d,两光电门之间的距离为l,重力加速度为g,接通气源之后,释放滑块与金属槽码,测得遮光条通过两光电门的时间分别为t1和t2。

(1)为完成实验,还需测量的量有。?

A.槽码质量m和滑块质量M

B.导轨倾角θ

C.导轨长度l0

(2)遮光条通过光电门1时的速度(用题中字母表示)。?

(3)若等式成立,则可验证机械能守恒定律(用题干及第1问中的所选物理量的字母表示)。?

(4)为了提高实验精度,以下操作可取的是。?

A.换用更宽的遮光条

B.从更高的位置释放滑块

C.把金属槽码换