实验：验证机械能守恒定律课件2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

第八章

机械能守恒定律8.5实验：验证机械能守恒定律高中物理-人教版2026.02.28第八章

机械能守恒定律目录01实验思路02物理量的测量03实验方案104实验方案2旧知温习一个物体沿着光滑的曲面滑下，在高度为h1的位置A点时速度为为v1，经过一段时间后，物体下落到高度为h2的位置B，这时它的速度是v2。

初状态机械能=末状态机械能机械能守恒

新课引入如何设计实验验证机械能守恒定律？找一个只有重力做功时的系统，只发生重力势能和动能的相互转化。新课引入需要测量那些物理量？

物体的质量？、始末位置的高度差、始末位置的速度注意：如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须要知道物体的质量；如果只是验证机械能守恒定律可以不测物体的质量。实验方案一利用打点计时器研究自由下落物体的机械能守恒

实验器材：铁架台(带铁夹)、打点计时器、重物(带夹子)、纸带(数条)、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源。实验步骤：(1)安装置：按图所示安装装置。(2)打纸带：①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；②先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落；③关闭电源，取下纸带。更换纸带重复做3～5次实验。(3)选纸带：选取点迹清晰且第1、2两点间距接近2mm的纸带。(4)测长度：用毫米刻度尺测出所选定的各计时点到基准点的距离。实验方案一实验方案一实验中需要注意问题(1)减小各种阻力的措施安装时使打点计时器的限位孔与纸带处于同一竖直平面内；应选用质量和密度较大的重物。(2)因重物下落过程中要克服阻力做功，实验中动能增加量必定稍小于重力势能减少量，否则实验数据不准确。实验方案一数据处理问题：如何计算各点对应的瞬时速度？

数据处理实验方案一方法三：图像法（如图所示）。若在实验误差允许范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线，则机械能守恒定律得到验证。实验方案一数据处理实验方案一【例题】某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度g取9.8m/s2，重锤质量为1kg，计算结果均保留3位有效数字。实验方案一(1)打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB＝________m/s，重锤的动能EkB＝________J。(2)从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为________J。(3)根据纸带提供的数据，在实验误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是__________。1.170.6840.686实验方案一

【例题】小强同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验时，不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏，损坏的是前端部分，剩下的一段纸带上各相邻计时点间的距离已测出，如图乙所示。重物的质量m=50g，已知打点计时器的打点周期T=0.02s，取重力加速度大小g=9.8m/s2。计算结果均保留两位有效数字。(1)打2点时重物的速度大小为______m/s，打5点时重物的速度大小为______m/s。(2)从打2点时运动至打5点时的过程中重物的动能增加量△Ek=______J，重力势能减少量△Ep=______J。比较计算结果可得实验结论：在误差允许的范围内，机械能守恒定律成立。实验方案一1.52.10.0540.052实验方案二利用气垫装置研究系统的机械能守恒定律实验方案二光电门时间t遮光条的宽度d

实验方案二实验时，测出光电门1、2间的距离L，遮光条的宽度d，滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m。由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间t1、t2，则系统机械能守恒成立的表达式是

。

对不对实验方案二【例题】图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验的主要步骤有：A.将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平；B.测出挡光条的宽度d；C.分别测出滑块与挡光条的总质量M及托盘与砝码的总质量m；D.将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离L；E.由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间t；F.改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组L和t。实验方案二已知重力加速度为g，请回答下列问题：(1)本实验中

（填“需要”或“不需要”）满足m远小于M。不需要实验中需验证砝码及托盘减少的重力势能与系统增加的动能是否相等，并不需要测量拉力，故不需要满足m远小于M。实验方案二(2)若某次测得挡光条到光电门的距离为L，挡光条通过光电门的时间为t，滑块由静止释放至光电门的过程，系统的重力势能减