v2来验证，应选点迹清晰，且第1、2两点间距离接近2 mm的纸带(电源频率为50 Hz)．②用m
v－mm＝vgΔh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即可．5．实验结论在 的范围内，自由落体运动过程机械能守恒．1．误差分析
实验六　验证机械能守恒定律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 和对应过程动能的增加量，在实验误差允许范围内，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律．图13．实验器材打点计时器、交流电源、纸带、复写纸、重物、 、铁架台(带铁夹)、导线．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 ，再松 ，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＝m


v必定稍小于重力势能的减少量ΔEp＝mghn，改进办法是调整安装的器材，尽可能地减小 ．2．注意事项(1)打点计时器要竖直：安装打点计时器时要 架稳，使其两限位孔在同一竖直线上，以减少 ．(2)重物应选用质量大、体积小、密度大的材料．(3)应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落．(4)测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用
n＝，不能用vvn＝或n＝gt来计算．3v．验证方案方案一：利用起始点和第n点计算代入mghn和m
v，如果在实验误差允许的范围内，mghn和m1相等，则验证了机械能守恒定律．方案二：任取两点计算(v)任取两点A、B，测出hAB，算出mghAB.(2)算出m
v－m的值．(3)v在实验误差允许的范围内，若mghAB＝m
v－m测量，则验证了机械能守恒定律．方案三：图象法从纸带上选取多个点，v从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方
v2，然后以
v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出一2－h图象．若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为g 的直线，则验证了机械能守恒定律．命题点v　教材原型实验例1　(2018·广东省湛江市第二次模拟)如图2所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用
此装置验证机械能守恒定律．该装置 交流电源频率是50中的打点计时器所接Hz.图2(1)对于
该实验，下列操作中对减小实验误差有____利的是____．A．
精确测量出重物的质量
(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，一次将各打点对应下落高度测量完，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＝m


较大的金属锤D．
释放重物前，重物离打点计时器下端远些(2)按
正确操作得带了一条完到的纸带，由于纸整较长，图中有部分未画，如图3所示．纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中出O点为纸带上打出的第一个点．图3①重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，下列测量值能完
成验证机械能守恒定律的选项
有________．A．OA、OB和OG的长度B．OE、DE和EF的长度C．BD、BF和EG的长度D．AC、BF和EG的长度②用刻度
尺测得可中AB图距离是1.76 cm，FG的距离是3.71 cm，则的得_地的重力加速度是____当___ m/s2.(计算结果
保留三位有效数)字变式1　某同
学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频 0.05闪仪每隔s闪光一次，如图4所
标数据为实际，离距该同学通过计算得下不同时刻的速到如度表9(当地重力加速度取．.8 m/s2，小
球，结果m＝0.2质量kg 保留3位有效数t)图4时刻t2t3字4t5速度(m·s－1)4.994.483.98(1)由频
闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度5v＝________ m/s；(2)从t2到t5时间内，重力势能的增加量ΔEp＝____ J，动能的减少量ΔEk＝________ J；(3)在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近
似相等，即验证了机械能守恒定律．由上述计算ΔEp得________(选
填“>”“<”或“＝”)ΔEk，造成这种结果的主要原因____________________________是_____________________________________________________.命题点二　实验
创新类
型1　实验装置的创新
B．两限位孔在同一竖直线上C．重物选用质量和密度


莞市上学期期末质某同检)学利用如图5甲所示的气垫导轨装置统验证系机械能守恒，在
气垫导轨上安装了两个光电门1、2，块滑固定一上遮光，条滑块用细线绕
过定滑轮与钩码(图5相连．1)用10分度
游标卡尺测量遮光条宽如图d度乙所示，遮光条宽_d＝_度______ mm.(2)实验时要调整
垫气导水轨，平不码挂钩和细线，接通气，源推滑块轻从左轨道右向端运动的过程中，
发现遮光条通过光电门2的时间大于通过光电能1的时间．以下门够达到调整气垫
导轨水平的措施选________是(填相应选项前的符号)A．调
节旋钮P使轨道左端升高一些B．
遮光条的宽度增大一些C．
滑块的质量增大一些D．
气源的供气量增大一些(3)调整
垫气导轨水后，平挂上细和线钩码进行实验，测出光电遮1、2间的距离光L.门宽条的
度d，滑块和遮光条的总，量质M钩码.量m质由数字计时器读出遮光条通过光电1、2门的时间t1、t2，则
光遮条通过光电1门时的瞬时速度的表达式v1＝________；验证能守恒定律统机械系
成立的表达式用题中的________是(字母表示，当地重力加速度为g)．类
型2　实验方案的创新例3　利用
气垫导轨守证机械能验恒定律，实验装置甲如6图所示，水平桌面上固定一倾斜的
垫气导轨，导轨处上A点有一带长方形遮光片的滑块，其总M量为质，左端由跨过轻质
滑光定滑轮的细绳质一和量为m的小球相连片；光遮条长两边与导轨垂导直，轨上有B点
一光电门，可测量以经遮片光过光电门时的挡光表间t时用d，示A点到光电B门处的距离，b表
示光片遮的宽将度，光片遮通过光电门的平均速度看做滑块点时B通过的瞬时速度，实验时
滑块在A处由静止开始运动．
例2　(2018·广东省东


得倾角θ＝30°，重力加速度用g表示，滑块到从处A成B处时m和M组达的可统动能增加量系
表＝为ΔEk示_________，系统的重力势能减少量可表p为ΔE示＝________，在误差允许的范围内，若ΔEk＝ΔEp，则可
认．系统的机械能守恒为(用题中字母表
示)(2)在上
述某实验中，同学改的A、B间的距离变作出，图2－d图象如v乙测所示，并得M＝m，则重力加速度g＝________m/s2.变式2　用如图7甲
所示的实验装置证m验1、m2组成能系统机械的守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上
拖着进纸带打出一系列的点，对纸带上的的迹点行机量，即可验证测械能守恒定律．如图
乙给出的是实验中获点，一条纸带，0取的是打下的第一个每相邻两计数点间
还有4个点(图中未标)，所用电源的频率为50 Hz.已知m1出＝50 g、m2＝150 g．则：(结果均
保留两位有效数)　图字7(1)在纸带上打下计数点5时的速度
v5＝________ m/s；(2)在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量ΔEk＝________ J，系统重力势能的减少量ΔEp＝________ J；(当地的重力加速度g取10 m/s2)(3)若某同
学作出v2－h图象如图丙_g＝___所示，则当地的重力加速度____ m/s2.命题点三　实验
拓展——探究弹簧的弹势能性例4　(2018·河南
省洛阳市上学期期中)某实验小组甲利用如图8所示的实验装置，探究轻质弹簧
的弹性势能与形变量的关系，光滑水平桌面距地面高为h，一轻质弹簧左端固定，与端右质量为m的小
钢球接触，弹簧原于处长时，将小球向推左，压缩弹簧一段距离后由静止释放
，在弹簧弹力的作用下，小球从桌子边缘水平飞出，小球落到位于水平地面的复写纸上，从而在复写纸下方的
白纸P点留下痕已知(迹．重力加速度为g)
图6(1)某次实验测


得小球，点的落到O点的距离为lP那么由理论分析得到小弹簧球释压缩放前的h性势能Ep与弹、l、mg之
间的关系式__________为______；(2)改
变弹簧压缩量进行多次实验，测量数据如下表所示，请在图乙坐标x纸上作出－l图象.弹簧压缩
量x/m0.0200.0400.0600.0800.1000.120小
球飞行水l/m0.51.01.5平距离2.42.63.0(3)由图象
得x与出l的关系式为__________；由实验得到弹簧弹与能E性势p弹簧压缩间的x之量
关系式___为_____．
图8(1)实验测