第五章 实验七 验证机械能守恒定律-【高考前沿】2023高考物理第一轮复习·超级考生备战高考

机械能《第五章 A.刘佳宇从O到d的过程中机械能 [共性归纳] 减少 1.与生产生活、体育运动相联系的能量守恒问题往往具有 B.刘佳宇再次进入池中后，刚好到达左 试题情境新颖，所叙述的内容可能平时很少涉及，但问 侧边缘a然后返回 题的实质仍是能量转化与守恒定律的应用. C.刘佳宇第一次进入池中，由a到b 2.对于该类问题，可通过认真读题，确定所研究的物理过 程的初、末状态，分析在状态变化过程中哪些形式的能 的过程与由b到c的过程相比损 量减少了，又有哪些形式的能量增加了，然后根据△E诚 耗机械能较小 =△E增列式求解。 D.刘佳宇从d返回到b的过程中，重力 势能全部转化为动能 温馨提示课下请完成P405课时分层检测（十八） 444447774【实验课程探究】N 实验七 验证机械能守恒定律 基人础必X备X落X实 JICHU BIBEI LUOSHI 、实验目的 四、实验步骤 验证机械能守恒定律。 1.仪器安装 二、实验原理 将检查、调整好的打点计时器按如图所示的 1.在只有重力做功的自由落体运动中，物体的 装置图竖直固定在铁架台上，接好电路。 重力势能和动能互相转化，但总的机械能保 打点计时器 持不变.若物体某时刻瞬时速度为，下落 纸带 高度为h,则其重力势能的减少量为mgh, 动能的增加量为2m,看它们在实验误差 接电源一夹子 正物 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.速度的测量 2.打纸带 做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等 将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端 于相邻两点间的平均速度y,=2.计算打第 穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使 n个点瞬时速度的方法是：测出第n个点的 重物静止在靠近打点计时器的地方，先接通 相邻前后两段相等时间T内下落的距离xm 电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下 和xm+1,由公式Yn= x十x+1或vn= 2T 落.更换纸带重复做3~5次实验. h+1一hm1算出，如图所示. 3.选纸带 2T 分两种情况说明 十 (1)如果根据2m心=mgh验证时，应选点 迹清晰，打点成一条直线，且1、2两点间距 三、实验器材 离小于或接近2mm的纸带.若1、2两点间 铁架台（含铁夹）、打点计时器、学生电源、 的距离大于2mm,这是由于先释放纸带，后 纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物（带纸带 接通电源造成的.这样，第1个点就不是运 夹) 动的起始点了，这样的纸带不能选 131m 高考前沿。一轮总复习物理 (2)如果根据2mve 2n042 =mg△h验证 六、误差分析 1.系统误差 时，由于重物重力势能的变化是绝对的，处 本实验中因重物和纸带在下落过程中要克 理纸带上的数据时，选择适当的点为基准 服阻力（空气阻力、打点计时器阻力）做功， 点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离 故重物动能的增加量△E稍小于其重力势 是否为2mm就无关紧要了，所以只要后面 能的减少量△E。,即△Ek<△E。,这属于系 的点迹清晰就可选用. 统误差，改进的方法是调整器材的安装，尽 五、数据处理 可能地减小阻力， 2.偶然误差 1.求瞬时速度 本实验的另一个误差来源于长度的测量，属 由公式v,= h+1一ha一可以计算出重物下 于偶然误差.减小误差的方法是测下落距离 2T 时都从O点测量，一次将各打点对应的下 落h1,h2,h3…的高度时对应的瞬时速度v, 落高度测量完，或者多次测量取平均值 02,3… 七、注意事项 2.验证守恒 1.应尽可能的控制实验条件，即应满足机械能 方法一：利用起始点和第点计算.将实验 守恒的条件，这就要求尽量减小各种阻力的 数据代入g,和2，如果在实验误差允许 影响，采取的措施有： (1)安装打点计时器时，必须使两个限位孔 的范围内，h,-,则验证了机械能守 的中线严格竖直，以减小摩擦阻力. (2)应选用质量和密度较大的重物，增大其 恒定律 重力可使阻力的影响相对减小，增大其密度 方法二：任取两点A、B测出hAB,算出ghAB 可以减小体积，可使空气阻力减小： 和(22-22)的值，如果在实验误差允 2.实验中，提纸带的手要保持不动，且保证纸 带竖直，接通电源后，打点计时器工作稳定 许的范围内，ghs=2m-2,,则验证了 后再松开纸带， 3.验证机械能守恒时，可以不测出重物质量， 机械能守恒定律。 方法三：图像法.从纸带上选取多个点，测量 只要比较，和gh,大小是否相等即可验 从第一点到其余各点的下落高度h,并计算 证机械能是否守恒， 4.测量下落高度时，为了减小测量值h的相对 各点速度的平方，然后以？为纵轴，以 误差，选取的各个计数点要离起始点远 五为横轴，根据实验数据绘出？心-h图像. 些，纸带也不易过长，有效长度可在60~80cm 之间。 若在误差允许的