实验六　验证机械能守恒定律第五章　机械能


NEIRONGSUOYIN内容索引过好双基关研透命题点回扣基础知识 训练基础题目细研考纲和真题 分析突破命题点


过好双基关


基本实验要求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1重力势能的减少量


3.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 ，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.刻度尺打点计时器接通电源松开纸带


来验证，应选点迹清晰，且第1、2两点间距离接近 的纸带(电源频率为50 Hz).5.实验结论在 的范围内，自由落体运动过程机械能守恒.2 mm误差允许
(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


必定稍 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 .小阻力
规律方法总结1.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，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＝


vn＝ ，不能用
vn＝ 或vn＝gt来计算.竖直摩擦阻力
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


3.验证方案方案一：利用起始点和第n点计算方案二：任取两点计算(1)任取两点A、B，测出hAB，算出mghAB.


方案三：图象法g


研透命题点


教材原型实验BC
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
静止落始自由下开，利用此装置验证机械能守恒定律.该
装置打点计时器所接交流电源频率是中的50 Hz.(1)对于
该实验，下列操作中对减小实验误差有是的利____.A.精确
测量出重物的质量B.两限位孔在同一竖直线上C.重物选用质量和密度
较大的金属锤D.释放
重物前，重物离打点计时器下图些端远2命题点一　
例1　(2018·广东省湛江市第二次


正确操作得到了带条一整的纸带，由于纸完较长，图中有部分未画所，如图3出示.纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一
个计.①重物下落高度应从纸带上点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BD图3
(2)按


得中AB的距离是1.76 cm，图G的距离是3.71 cmF，则可得当
结重力加速度是_____ m/s2.(计算地的果保留三位有效数字)9.75
②用刻度尺测


学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频
闪仪每隔0.05 s闪光所次，一图4如标数据为实际距离，
该同学计通过算得不到同时刻的速度如下当表.(地重力加速度取9.8 m/s2，小
球0量m＝质.2 kg，结位果留3保有效数字)(1)由频
闪照片上的数据算t计5时刻小球的速度t5＝_____ m/s；图4时刻v2t3t4t5速度(m·s－1)4.994.483.98 3.48
变式1　某同


析　重力势能的增加量ΔEp≈mgΔh，代入数据可，ΔEp≈1.24 J得时刻t2t3t4t5速度(m·s－1)4.994.483.98
(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；1.241.28解


似相等，即验证械机了能守恒定律.由上
述计算Δ得Ep___(选”““>填<”或“＝”)ΔEk，
在空气阻力解
造成这种结果的主要原因___是____________.<存
析　由计算可，ΔEp<Δ得Ek主要是由于存在空气阻力.
(3)在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近


创新类型1　实验装
置的创新图5
莞市上学期期末质检)某同学甲用如图5利所示的气垫
导轨装置械证系统机验能守恒，在气垫导轨装安上了两个光电1门、2，滑块
上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连.命题点二　实验
例2　(2018·广东省东


标卡游量尺测遮光条宽图d如度乙所示，遮光条宽_d＝___度 mm.3.8解
析　游标卡尺读数＋3 mm为8×0.1 mm＝3.8 mm.
(1)用10分度


垫气导轨水，平不码钩挂和细线，通接气源，轻推滑块从轨道右端向左
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时1的门间.以下能
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
旋钮P使节轨道左端升一高些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A解
析　遮光条通过光电门1的时间小于通过光电.2的时间门滑块，做速运动加
也就是左端低，右端高.能够达到调整气垫导轨水平的措施是调节旋钮P使
轨道左端升高一些，故答案是A.
(2)实验时要调整


垫气导轨水后，平挂和上细线钩码进行实验，测出光电的1、2间门距离L.遮光
条的宽度d，滑块和遮光，的总质量条M码钩由量m.质数字计时器
读出遮光条通过光电，1、2的时间t1、门t2则遮光条通过光电1门时的瞬时速度的表达式
v1＝___；律证系验机械能守恒定统成立的表达式__是____________________________ (用题中的
字母表示，当地重力加速度为g).
(3)调整


创新的
气垫导轨能证机械验守恒定律，实验装置甲图6如，示所水平桌面
固定一上斜倾的气垫导轨，导轨上A点处有方带长一形遮光片的滑块其，总质量为M，
端左由跨过轻质滑光定滑轮的细绳小和质量为m的一球相连；遮光片
条长两边与导轨垂导，直轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光
电挡光门6类型2图　实验方案的时间t，用d时表示A点到光
电门B处表距离的b，示遮光片
的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度
看做滑块时过B点通的瞬时速度，实验时
滑块在A处由
静止开始运动.
例3　利用


得倾角θ＝30°，重力加速度用g表示，块滑从A处到B处达时m和M组成
的系统动能增加量可表__为ΔEk＝示_______，系统的重力势能减少量可
表E为Δ示p＝_________，在误差允许的范围内，若ΔEk＝ΔEp，
则可认题中统的机械能守恒.为系用(字母表示)
(1)某次实验测


述某实验中，同学改的A、B间的距变，作出离如2－图d图象v示，乙所
并测得M＝m，则g力加速度重＝_____m/s2.9.6
(2)在上


所示的实验装置1m验证、m2组成的系统机械能守恒.m2从高
处由静止，始下落开m1上拖着纸的带打出一系列的点，对纸带上的点迹进
行守恒，即可验证机械能测量定律.如图乙给中是实验出的获0条纸带，取的一是打下的第一
个点，每相邻两计数点间个还4有点(图中未标出)，所用电源的频率为50 Hz.已
则m1＝50 g、m2＝150 g.知：(结果均保留两位有效7)图数字
变式2　用如图7甲


数时点5的速度5＝_____ m/s；v2.40.58(2)在打下0点到打下计
数程5的过点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)0.60
(1)在纸带上打下计


学作出 图v－h图象如2丙所示，则当g的重力加速度地＝____ m/s2.9.7解得g＝9.7 m/s2.
(3)若某同


拓展——探究弹簧的弹性势能图8
省洛阳市上学期期中)某实验小组甲用如图8利所示的实验装
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
轻质弹左端簧固定，端右与质量为m小的钢球接触，弹簧处于原长时，将小
向左推球，簧压缩弹一段距离后由放静释止，在弹簧弹的力作用下，小
球从桌子边缘水平飞出，小球落到位于
水平地面而写纸上，从的复在复写纸下方的
白纸P点留下
痕迹.(已g力加速度为知重)命题点三　实验
例4　(2018·河南


得小球，落点P到O点的距离为的l么那析理论分由得小到球释放前压缩弹簧
的弹性之Ep与h、l、势能gm间的关系式___为______；
(1)实验测


弹簧压缩变量进行量次实多，测验数据如下表所示，请在图乙坐标x上作出纸－l图象.解
量x/m0.0200.0400.0600.0800.1000.120小
球飞行水1距离l/m0.5平.01.52.42.63.0
案　见解析图弹簧压缩
给　根据析出的据数利用描点法可得
出对应的图象如图所示答
(2)改


得与x出l的关系式；________为__由实验得到弹簧弹性势能与Ep
弹簧压缩量x之间的关系式__为__________.解
析　由图象得出x与l的关系式.04x＝0为l，由实验
得到弹簧弹性能势Ep与缩簧压弹量x之间的关系
式为x＝0.04l
(3)由图象


课结束
本