考点26 实验五 验证机械能守恒定律（核心考点精讲精练）-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（新高考专用）

考点26 实验五 验证机械能守恒定律 1. 3年真题考点分布 题型 实验题 高考考点 验证机械能守恒定律基本实验要求；验证机械能守恒定律的数据处理及误差分析；验证机械能守恒定律的实验创新与改进 新高考 2023 2022 河北11题、 2021 海南16题、浙江17题 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计3次，主要考查： 1. 验证机械能守恒定律的基本实验要求； 2. 验证机械能守恒定律的数据处理及误差分析； 3. 验证机械能守恒定律的实验创新与改进。 【备考策略】理解并掌握验证机械能守恒定律实验，掌握本实验的基本要求，数据的处理及误差的分析，培养学生的实验创新能力与实验的改进方法。 【命题预测】2021----2023年全国各地高考题中出现验证机械能守恒定律的实验次数较少，已出现过的省份，2024年再次出现的概率不大，未出现过的省份还需要引起重视，不能掉以轻心，仍需加以重视。 考法1 实验基本要求 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 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． 图1 3．实验器材 打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、 、铁架台(带铁夹)、导线两根． 4．实验步骤 (1)安装器材：将 固定在铁架台上，用导线将打点计时器与低压电源相连． (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 ，再 ，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)纸带． (3)选纸带：分两种情况说明 ①若选第1点O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2 mm的纸带． ②用mvB2－mvA2＝mgΔh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2 mm就无关紧要了． 5．实验结论 在 的范围内，自由落体运动过程机械能守恒． 1.【典例1】（2021·海南·高考真题）为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。 （1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是___________； ①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计； ②用天平测量滑块和遮光条的总质量m； ③用游标卡尺测量遮光条的宽度d； ④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l； ⑤调整好气垫导轨的倾斜状态； ⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、； ⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度、； ⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。 （2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图所示，则___________；某次实验中，测得，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度___________（保留3位有效数字）； （3）在误差允许范围内，若___________（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒； （4）写出两点产生误差的主要原因：___________。 1．（2023·山西运城·统考三模）某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。滑块和遮光条的总质量为M，槽码共有6个，每个槽码的质量均为m。    （1）先用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则__________。    （2）实验开始前要调整气垫导轨水平，不挂槽码和细线，接通气源，轻推滑块使其从轨道右端向左端运动，如果发现遮光条通过光电门2的时间小于通过光电门1的时间，则可调节旋钮P使轨道左端__________（选填“升高”或“降低”）一些，直到再次轻推滑块使其从轨道右端向左端运动，遮光条通过光电门2的时间等于通过光电门1的时间。 （3）取走光电门1，细线上悬挂6个槽码，让滑块从气垫导轨上A点（图中未标出）由静止释放，记录滑块通过光电门2时，遮光条挡光时间，测出A点到光电门2的距离为x，若式子__________（用给出的物理量符号表示）成立，则机械能守恒定律得到验证。 2．（2023·海南·统考模拟预测）某实验小组用如图所示的实验装置探究弹簧的弹性势能：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧一端与放置在桌边的小球