第五章 实验6 验证机械能守恒定律（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（老教材 新高考）

享学科网书城 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 实验⑥ 验证机械能守恒定律 必备知识 自主落实 一、实验器材 打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、导线。 二、实验操作 打点计 纸带 时器 夹子 口重物 1.安装：将打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器与低压电源相连。 2.靠近：用手竖直提起纸带，使重物停靠在打点计时器下方附近。 3.先后：先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就会在纸带上打出 一系列的点，取下纸带。 4.重复：换上新的纸带，重复实验3~5次。 三、数据记录及分析 方案1：取起始点和第n点计算，验证ghn=12o2n是否成立。 方案2：任取较远两点A、B,验证ghAB=122B-1202A是否成立。 方案3：描绘122-h图像，看图像是否为一条过原点且斜率为g的直线。 提升点（①）方案1中，应选第1、2两点间距离接近2mm的纸带。因为若第1点的速 度为零，则1、2两点间的距离h=12g2=12×9.8×(0.02)2m≈2mm。 (②)因为原理式中消除了重物的质量，所以本实验不需要天平测量重物的质量。 关键能力强化提升 考点一教材原型实验（物理观念、科学探究） 角度实验操作与注意事项1选密度大、质量大的金属块为重物。 2.竖直：要竖直架稳打点计时器，使其两限位孔在同一竖直平面内，纸带沿竖直方向 拉直，以减小摩擦阻力。 3.测量距离 (1)测下落距离时都从0点量起，一次将各点对应的下落高度测量完： (2)多测几次取平均值。 【典例1】(2022·北师大二附中模拟)某同学采用如图甲所示的装置进行“验证机械能守 独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 恒定律”实验。 (①)除了图甲装置中的器材之外，还必须从图乙中选取实验器材，其名称是 (2)指出图甲装置中不合理的地方（一处） (3)小明同学通过正确实验操作得到了如图丙所示的一条纸带，读出计数点0、4两点间 的距离为 cm: 012 4 910cm 丙 (4)己知打点计时器的电源频率为50Hz,计算得出打下计数点5时纸带速度的大小为 ms保留2位有效数字)： (⑤)在实际的测量中，重物减少的重力势能通常会 (选填“略大于”“等于”或 “略小于”)重物增加的动能，这样产生的误差属于 (选填“系统误差”或“偶然误 差”) 答案：(1)刻度尺(2)重物离打点计时器太远 (3)3.11(3.10~3.12)(4)0.91(0.89~0.93) (⑤)略大于系统误差 解析：(1)验证机械能守恒定律需要测量重物下降的高度以及重物的速度，因此需要使 用刻度尺。 (②)为充分利用纸带记录实验数据，重物应尽量靠近打点计时器，而题图甲中重物离打 点计时器太远。 (3)计数点0对应的读数为1.00cm,计数点4对应的读数为411cm,所以计数点0到4 的距离为3.11cm。 (4)计数点5对应的速度等于计数点4~6对应的平均速度，即05=(7.75一4.11)×10- 20.04m/s=0.91ms。 (⑤)由于阻力的存在，重物减少的重力势能略大于重物增加的动能，这种误差与人为因 素无关，与实验系统本身有关，所以该误差称为系统误差。 角度 数据处理及误差分析 1.算速度 ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 -he-1 he-l 某时刻的瞬时速度：0w=n十1-hm一I2T,不能用，=2gn或0n=gt来计算。 2.阻力影响：由于实验中存在阻力，故动能的增加量△E=1202n必定稍小于重力势 能的减少量mgh,所以要尽可能地减小阻力。 【典例2】(2022浙江温州模拟)在“验证机械能守恒定律”的实验中： (1)为了减小实验误差，应该选择图 (填“甲”或“乙”)来完成这个实验。 电磁打 壶纸带夹 接电源 )电火花计时器 重物 (②)实验中获取的一条纸带，如图丙所示，O是打下的第一个点，每相邻两计数点间的 时间间隔为T,测得OC=h,BC=h=4.00cm,CD=h2=4.37cm,已知T=0.02s,则计 算出C点的速度vc= m/s(保留2位有效数字)：某同学认为可以用2C=2gh计算 C点的速度，你认为他的做法 (选填“正确”或“错误”)。 丙 (3)该同学利用这条纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的O点的距离，算出 了各计数点对应的速度，以h为横轴，以12o2为纵轴画出了如图丁所示的图线。图线明 显偏离原点，我们知道这意味着O点的速度不为零，若测量和计算都没有问趣，则最有可 能的原因是 h 答案：(1)甲(2)2.1错误(3)先放开纸带后打开电源