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作者很懒没有写任何内容
的高度时对应的瞬时速度n＝可以计算出重物下落h1、h2、h3…vv1、v2、v3….(2)验证守恒方案一：利用起始点和第n点计算代入mghn和m
mn2，如果在实验误差允许的范围内，mghn和vvn2相等，则验证了机械能守恒定律．
实验六 验证机械能守恒定律目标要求 1.熟悉“验证机械能守恒定律”的基本实验原理及注意事项.2.会验证创新实验的机械能守恒．实验技能储备1．实验原理(如图所示)通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量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．2．实验器材打点计时器、交变电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线．3．实验过程(1)安装器材：将打点计时器固定在铁架台上，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，先接通电源，再松开纸带，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：从打出的几条纸带中选出一条点迹清晰的纸带．(4)进行数据处理并验证．4．数据处理(1)求瞬时速度由公式
vB2－m的值．A2v③在实验误差允许的范围内，若mghAB＝m
vB2－m一A2，则验证了机械能守恒定律．方案三：图象法测量从第v点到其余各点的下落高度h，并计算对应速度
v，然后以以2为纵轴，vh为横轴，根据实验数据作出
v2－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．5．注意事项(1)打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力．(2)重物应选用质量大、体积小、密度大的．(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
vn＝，不能用vn＝或n＝vgt来计算．(5)此实验中不需要测量重物的质量．考点一 教材原型实验 考向1 实验原理与操作例1 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，可输出交流电和直流电．重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对图中纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．(1)下列几个操作步骤中：A．按照图示，安装好实验装置B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上C．用天平测出重锤的质量D．先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点E．测量纸带上某些点间的距离
注意：应选取最初第1、2两点间距离接近2_mm 的纸带(电源频率为50 Hz)．方案二：任取两点计算①任取两点A、B，测出hAB，算出mghAB.②算出m
于增加的动能没有必
要的是________，操作错__误的是______．(填步骤前相应的)(2)字母在使用质量为m的重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，在选定的纸带上
依次
取计数点如图所示，纸带上所打的点记录了重锤在不同时刻的位置，那么________(填纸带的“左”或“右”)端
与重锤相连．设点打计时器的打点周期T为，且“0”为打下的第一个点，
当点点计时器打打“3”时，重锤的动能表达_为____式___________，若以重锤的运动起点“0”为
参考点，当“打点3”时重锤的机械能表达___式为_____________．答
案 (1)C D (2)左E k＝ E＝－mgx3＋解析
必(1)在此实验中不需要测出重锤的质量，所以选项C没 要；在实验时应该接先通错源，再释放重锤，所以选项D电
误．(2)因
为是自由落体运动，下落的距离应该是越来越大，所以纸带左端与重锤相连．打点“3”时的瞬时速度
v3＝，重锤动能的
表达式Ek＝m3v2＝m()2＝重锤重力势能的
表达mEp＝－式gx3，重锤机械能的
表达E＝Ep＋Ek＝－式mgx3＋. 考向2 数据处理及误差
分析例2 如图
甲落体法“所示是用”验证机械能守恒定律的实验装置(g取9.80 m/s2)．(1)选出一条清晰的纸带如图
乙的示，其中O点为打点计时器打下所第一个点，A、B、C为
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等
分的值为1 mm度刻度尺测.OA＝12.41 cm，OB＝18得90 cm，OC＝27.06 cm，在计数点A和B、B和C之
间还各有.，重锤的质量为1一个点00 kg.根据以上数据算出：
当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比落始下开时减少了________ J，此时重锤的速度
能B＝________ m/s，此时重锤的动v比_始下落时增加了____开___ J．(结果
均保留三位有效数2)(字)利用实验时打出的纸带，测量出各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出各计数点对应的速度
v，然后以h为横轴、以v2为纵轴作出如图丙所示的图线，图线的斜率近似
等B____．A．19.6 于．9.80 C．4.90图线
未过原点O的原因________是__________________________________________________________________________________________________________________.答
案 (1)1.85 1.83 1.67 (2)B 先释放了纸带，再接通了打点计时器的电源解析
(1)当器点计时打打到B点时，重锤的重力势能减少了ΔEp＝mg·OB＝1.00×9.80×18.90×10－2 J≈1.85 J；
度B点时重锤的速打vB＝＝8m/s≈1. 3 m/s，此时重锤的动能增加了ΔEk＝m
vB2＝×1.00×1.832 J≈1.67 J.(2)由机械能守恒定律
有m2v＝mgh，可得此可2＝ghv，由知题图丙图线的斜率近似等于力重加速度g，B正
确；由题图丙图线可知不等h＝0时，锤的速度，重于零，原因做实验时先是释放了纸带，再接通了打点计时器的电源．考点二
探索创新实验本实验可以从下列几个方
面从测量纸带上各点速度1．速度测量方法的创新进行创新→2．研究
对象的创新从
单个物体创新为两个物体组成的系统，验证系统在某一过程机械能守恒．3．实验目的的创新由验证机械能守恒定律创新为测量
弹簧的弹性 实验目的的创新 考向1势能，测重力加速度．例3 某物理小
组对轻弹簧的弹性势能进行探究：实验装，如图(a)所示置轻弹簧放置在光滑水
平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向
左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩
后的弹性势能．
三个计数点，打点计时器通以频率为50 Hz的交变电流．用
涉及下列操作步骤：①把
纸带向左拉直②松手释放物
块③接通打点计时器电源④向
左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上
述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的)序号．(2)图(b)中M和L纸带是
分别把弹簧压缩所不到位置后同得到的实际时点结果．打点计打器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所
给的数据，可求出在该中带纸应的实验对物块脱离弹簧
时的速度为________m/s.比较两纸带可知______，__(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩
后的弹性势能大．答
案 (1)④①③② (2)1.29 M解析
(1)根据该实验操作过程，正确步骤应为④①③②.(2)物
块脱离弹簧度速时最大，v＝＝；m/s≈1.29 m/ sm动能定理ΔEk＝由v2，点的据纸带中打根
疏密知M纸带获得的最大速度较大，对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能较例 考向2 实验器材的创新大．4 (2021·海南卷·15)为了验证物体
沿光滑斜面下滑学过程中机械的守恒，某能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A的位置、B安装光电Ⅰ、Ⅱ门，并连接数字毫秒计；②用天平测量
滑块和遮光条的总m质量；③用
游标卡尺测量遮光条的宽度d；
(1)实验中
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
块滑从光电门Ⅰ左侧数处，由静某开始释放，从止字毫秒计读出滑块过通光电Ⅰ、Ⅱ的时间Δt门1、Δt2；⑦用刻度尺
分别A、测量B点到水平桌面h的高度1、h2；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，游标卡图的示数如尺所示，则d＝___；____ mm_次某
实验中，测Δ得t1＝1，.60 ms1则滑块通过光电度门Ⅰ的瞬时速v1＝________ m/s(保留3位
有效数)字；(3)在误差允许范围内，若h1－h2＝________(用上
述必测的实验步骤直接要量的物理量符号表
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_________：_________________________________________________________________________________________________________.答
块 (1)②④ (2)5.00 0.431 (3) (4)滑案在下滑过程中受到空气用阻作力，产生误差遮光；
条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差解析
滑(1)滑块沿光 的斜面下滑过程机械能守过，需要通恒光电门过测量通块滑度动的速运
v＝滑块
下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化1mg(h为动能－h2)＝m
v22－m12＝vm()2－m()2整
理g(h1－h2)化简得＝()2－()2所以②测量
滑块和遮光条的总质量m不必之④测量A、要，B间的距离l不必要，故选②④.(2)游
标卡尺的读数为d＝5.00 mm�
mn2，如果在实验误差允许的范围内，mghn和vvn2相等，则验证了机械能守恒定律．
实验六 验证机械能守恒定律目标要求 1.熟悉“验证机械能守恒定律”的基本实验原理及注意事项.2.会验证创新实验的机械能守恒．实验技能储备1．实验原理(如图所示)通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量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．2．实验器材打点计时器、交变电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线．3．实验过程(1)安装器材：将打点计时器固定在铁架台上，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，先接通电源，再松开纸带，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：从打出的几条纸带中选出一条点迹清晰的纸带．(4)进行数据处理并验证．4．数据处理(1)求瞬时速度由公式
vB2－m的值．A2v③在实验误差允许的范围内，若mghAB＝m
vB2－m一A2，则验证了机械能守恒定律．方案三：图象法测量从第v点到其余各点的下落高度h，并计算对应速度
v，然后以以2为纵轴，vh为横轴，根据实验数据作出
v2－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．5．注意事项(1)打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力．(2)重物应选用质量大、体积小、密度大的．(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
vn＝，不能用vn＝或n＝vgt来计算．(5)此实验中不需要测量重物的质量．考点一 教材原型实验 考向1 实验原理与操作例1 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，可输出交流电和直流电．重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对图中纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．(1)下列几个操作步骤中：A．按照图示，安装好实验装置B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上C．用天平测出重锤的质量D．先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点E．测量纸带上某些点间的距离
注意：应选取最初第1、2两点间距离接近2_mm 的纸带(电源频率为50 Hz)．方案二：任取两点计算①任取两点A、B，测出hAB，算出mghAB.②算出m
于增加的动能没有必
要的是________，操作错__误的是______．(填步骤前相应的)(2)字母在使用质量为m的重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，在选定的纸带上
依次
取计数点如图所示，纸带上所打的点记录了重锤在不同时刻的位置，那么________(填纸带的“左”或“右”)端
与重锤相连．设点打计时器的打点周期T为，且“0”为打下的第一个点，
当点点计时器打打“3”时，重锤的动能表达_为____式___________，若以重锤的运动起点“0”为
参考点，当“打点3”时重锤的机械能表达___式为_____________．答
案 (1)C D (2)左E k＝ E＝－mgx3＋解析
必(1)在此实验中不需要测出重锤的质量，所以选项C没 要；在实验时应该接先通错源，再释放重锤，所以选项D电
误．(2)因
为是自由落体运动，下落的距离应该是越来越大，所以纸带左端与重锤相连．打点“3”时的瞬时速度
v3＝，重锤动能的
表达式Ek＝m3v2＝m()2＝重锤重力势能的
表达mEp＝－式gx3，重锤机械能的
表达E＝Ep＋Ek＝－式mgx3＋. 考向2 数据处理及误差
分析例2 如图
甲落体法“所示是用”验证机械能守恒定律的实验装置(g取9.80 m/s2)．(1)选出一条清晰的纸带如图
乙的示，其中O点为打点计时器打下所第一个点，A、B、C为
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等
分的值为1 mm度刻度尺测.OA＝12.41 cm，OB＝18得90 cm，OC＝27.06 cm，在计数点A和B、B和C之
间还各有.，重锤的质量为1一个点00 kg.根据以上数据算出：
当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比落始下开时减少了________ J，此时重锤的速度
能B＝________ m/s，此时重锤的动v比_始下落时增加了____开___ J．(结果
均保留三位有效数2)(字)利用实验时打出的纸带，测量出各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出各计数点对应的速度
v，然后以h为横轴、以v2为纵轴作出如图丙所示的图线，图线的斜率近似
等B____．A．19.6 于．9.80 C．4.90图线
未过原点O的原因________是__________________________________________________________________________________________________________________.答
案 (1)1.85 1.83 1.67 (2)B 先释放了纸带，再接通了打点计时器的电源解析
(1)当器点计时打打到B点时，重锤的重力势能减少了ΔEp＝mg·OB＝1.00×9.80×18.90×10－2 J≈1.85 J；
度B点时重锤的速打vB＝＝8m/s≈1. 3 m/s，此时重锤的动能增加了ΔEk＝m
vB2＝×1.00×1.832 J≈1.67 J.(2)由机械能守恒定律
有m2v＝mgh，可得此可2＝ghv，由知题图丙图线的斜率近似等于力重加速度g，B正
确；由题图丙图线可知不等h＝0时，锤的速度，重于零，原因做实验时先是释放了纸带，再接通了打点计时器的电源．考点二
探索创新实验本实验可以从下列几个方
面从测量纸带上各点速度1．速度测量方法的创新进行创新→2．研究
对象的创新从
单个物体创新为两个物体组成的系统，验证系统在某一过程机械能守恒．3．实验目的的创新由验证机械能守恒定律创新为测量
弹簧的弹性 实验目的的创新 考向1势能，测重力加速度．例3 某物理小
组对轻弹簧的弹性势能进行探究：实验装，如图(a)所示置轻弹簧放置在光滑水
平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向
左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩
后的弹性势能．
三个计数点，打点计时器通以频率为50 Hz的交变电流．用
涉及下列操作步骤：①把
纸带向左拉直②松手释放物
块③接通打点计时器电源④向
左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上
述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的)序号．(2)图(b)中M和L纸带是
分别把弹簧压缩所不到位置后同得到的实际时点结果．打点计打器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所
给的数据，可求出在该中带纸应的实验对物块脱离弹簧
时的速度为________m/s.比较两纸带可知______，__(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩
后的弹性势能大．答
案 (1)④①③② (2)1.29 M解析
(1)根据该实验操作过程，正确步骤应为④①③②.(2)物
块脱离弹簧度速时最大，v＝＝；m/s≈1.29 m/ sm动能定理ΔEk＝由v2，点的据纸带中打根
疏密知M纸带获得的最大速度较大，对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能较例 考向2 实验器材的创新大．4 (2021·海南卷·15)为了验证物体
沿光滑斜面下滑学过程中机械的守恒，某能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A的位置、B安装光电Ⅰ、Ⅱ门，并连接数字毫秒计；②用天平测量
滑块和遮光条的总m质量；③用
游标卡尺测量遮光条的宽度d；
(1)实验中
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
块滑从光电门Ⅰ左侧数处，由静某开始释放，从止字毫秒计读出滑块过通光电Ⅰ、Ⅱ的时间Δt门1、Δt2；⑦用刻度尺
分别A、测量B点到水平桌面h的高度1、h2；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，游标卡图的示数如尺所示，则d＝___；____ mm_次某
实验中，测Δ得t1＝1，.60 ms1则滑块通过光电度门Ⅰ的瞬时速v1＝________ m/s(保留3位
有效数)字；(3)在误差允许范围内，若h1－h2＝________(用上
述必测的实验步骤直接要量的物理量符号表
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_________：_________________________________________________________________________________________________________.答
块 (1)②④ (2)5.00 0.431 (3) (4)滑案在下滑过程中受到空气用阻作力，产生误差遮光；
条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差解析
滑(1)滑块沿光 的斜面下滑过程机械能守过，需要通恒光电门过测量通块滑度动的速运
v＝滑块
下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化1mg(h为动能－h2)＝m
v22－m12＝vm()2－m()2整
理g(h1－h2)化简得＝()2－()2所以②测量
滑块和遮光条的总质量m不必之④测量A、要，B间的距离l不必要，故选②④.(2)游
标卡尺的读数为d＝5.00 mm�
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