2026高考物理一轮复习 实验：验证机械能守恒定律.pdfVIP

高考物理

实验：验证机械能守恒定律

考点一教材原型实验

实验方案1研究自由下落物体的机械能

一、实验原理

1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的机械能保持

不变。若物体某时刻瞬时速度为v，下落高度为h，则重力势能的减少量为mgh，动能的增加

1

2

量为mv，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律。

2

2．速度的测量：做匀变速直线运动的物体某段位移中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均

速度。

n＋n

xx＋1

计算打第n点速度的方法：测出第n点与相邻前后点间的距离x和x，由公式v＝

nn＋1n

2T

hn＋1－hn－1

计算，或测出第n－1点和第n＋1点与起始点的距离h和h，由公式v＝算

n－1n＋1n

2T

出，如图所示。

二、实验器材

铁架台(含铁夹)，打点计时器，交流电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带

夹)。

三、实验步骤

1．安装置：如图所示，将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。

2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着

1

高考物理

纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。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：分两种情况说明

1

n

2

(1)用mv＝mghn验证时，应选点迹清晰，且第1、2两点间距离接近2mm的纸带。若第1、

2

2两点间的距离大于2mm，则可能是由先释放纸带后接通电源造成的。这样，第1个点就不

是运动的起始点了，这样的纸带不能选。

11

BA

22

(2)用mv－mv＝mghAB验证时，处理纸带时不必从起始点开始计算重力势能减少量的大小，

22

这样，纸带上打出的起始点O后的第一个0．02s内的位移是否接近2mm，以及第一个点是

否清晰也就无关紧要了，实验打出的任何一条纸带，只要后面的点迹清晰，就可以用来验证

机械能守恒定律。

四、数据处理

1．测量、计算

在起始点标上0，在以后各计数点依次标上1、2、3…，用刻度尺测出对应下落高度h、h、

12

h…。

3

hn＋1－hn－1

利用公式v＝计算出打点1、点2、点3…时重物的瞬时速度v、v、v…。

n