第四章 实验5 验证机械能守恒定律-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（新教材，鲁科版）

实验5　验证机械能守恒定律

一、实验目的

验证机械能守恒定律。

二、实验原理

通过实验,求出做自由落体运动的物体重力势能的减少量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。

三、实验器材

打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物(带夹子)、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线。

四、实验步骤

1.安装置:按实验原理图将检查、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

(1)方案一:利用起始点和第n点,用mgh=m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)方案二:任取两点A、B,用m-m=mgΔh验证时,只要A、B之间的点迹清晰即可选用。

五、误差分析

1.测量误差:减小测量误差的方法,一是测下落距离时都从0点量起,用刻度尺一次将所打各点对应的下落高度测量完,二是多测几次取平均值。

2.系统误差:由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功,故动能的增加量ΔEk增必定稍小于重力势能的减少量ΔEp减,改进办法是调整安装的器材,尽可能地减小阻力。

六、注意事项

1.安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直平面内,以减少摩擦阻力。

2.应选用质量大、体积小、密度大的重物。

3.应先接通电源,让打点计时器正常工作后,再松开纸带让重物下落。

4.测重物下落的高度h应用刻度尺直接测量,计算某时刻的瞬时速度时应用vn=,不能用 vn=或 vn=gt来计算。

 考点一　基础性实验

 [例1] [实验原理与操作] 利用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的　　　。 

A.动能变化量与势能变化量

B.速度变化量与势能变化量

C.速度变化量与高度变化量

(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是　　　。(多选) 

A.交流电源 B.刻度尺

C.天平(含砝码)

(3)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期