第六章++实验7：验证机械能守恒定律-2027届高中物理一轮复习课件

实验7:验证机械能守恒定律强基础•固本增分一、实验原理通过实验,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。二、实验器材打点计时器、交流电源、纸带、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线。三、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。

研考点•精准突破考点一教材原型实验考向一实验原理与操作典题1

某实验小组验证机械能守恒定律的装置如图所示。(1)下列实验步骤中必要的且操作顺序正确的排列是

。

A.松手让重锤自由下落B.启动打点计时器C.用天平测出重锤的质量D.用刻度尺测量计时器在纸带上留下的小点间的距离

BAD(2)利用该装置还可以测量当地的重力加速度,某同学的做法是以各点到起始点的距离h为横坐标,以各点速度的二次方v2为纵坐标,建立直角坐标系,用实验测得的数据绘制出v2-h图像,如图所示。请画出v2-h图线,并求得当地重力加速度g=

m/s2(计算结果保留3位有效数字)。9.66

考向二数据处理与误差分析典题2

在验证机械能守恒定律的实验中:(1)实验获得一条纸带,截取点迹清晰的一段并测得数据如图所示,已知打点的频率为50Hz,则打点“13”时,重锤下落的速度大小为

m/s。(保留3位有效数字)

3.34(2)某同学用纸带的数据求出重力加速度g=9.77m/s2,并用此g值计算得出打点“1”到“13”过程重锤的重力势能减小值为5.09m,另计算得动能增加值为5.08m(m为重锤的质量),则该结果

(选填“能”或“不能”)验证机械能守恒定律,理由是

。

A.在误差允许范围内B.没有用当地的重力加速度g不能B

考点二实验的改进与创新考向一实验原理的改进典题3

某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架子上,架子下部固定一个小电动机,电动机轴上装一支软笔。电动机转动时,软笔尖每转一周就在钢柱表面画上一条痕迹(时间间隔为T)。如图乙所示,在钢柱上从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、C、D、E,测得它们到痕迹O的距离分别为hA、hB、hC、hD、hE。已知当地重力加速度为g。(1)若电动机的转速为3000r/min,则T=

s。

(2)为验证机械能是否守恒,需要比较钢柱下落过程中任意两点间的

。

A.动能变化量与势能变化量B.速度变化量和势能变化量C.速度变化量和高度变化量(3)设各条痕迹到O的距离为h,对应钢柱的下落速度为v,画出v2-h图像,发现图线接近一条倾斜的直线,若该直线的斜率近似等于

,则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。

0.02A2g(4)该同学用两个质量分别为m1、m2的钢柱P、Q分别进行实验,多次记录下落高度h和相应的速度大小v,作出的v2-h图像如图丙所示。P、Q下落过程中所受阻力大小始终相等,对比图像可得m1

(选填“>”“<”或“=”)m2。>

考向二实验器材的创新典题4(2025山东泰安一模)在探究系统机械能守恒的实验中,某实验小组设计了如图甲所示的装置,在水平气垫导轨上安装了两个光电门M、N,带有小槽的滑块上固定一遮光条,细线绕过定滑轮与一沙桶相连,沙桶内装有一定量的沙子。已知光电门M、N之间的距离为L,沙桶及沙子的总质量为m1,遮光条的宽度为d,滑块与遮光条的总质量为m2,重力加速度为g。甲乙(1)接通气源,滑块从某位置由静止释放,滑块在细线拉动下运动,记录遮光条通过光电门M、N的遮光时间分别为t1、t2,则滑块经过两光电门的过程中,滑块、遮光条、沙桶及沙子组成的系统动能的变化量ΔEk=

,该过程中沙桶及沙子的重力势能的减少量为

。(结果用m1、m2、d、t1、t2、g和L表示)

(2)现从沙桶中取出部分沙子,放入滑块的小槽中,测出沙桶和沙子的总质量m,重复(1)中的操作。(3)用(2)中的方法,不断改变沙桶和沙子的总质量,多次实验,