07-实验7 验证机械能守恒定律

实验7

验证机械能守恒定律1.熟悉验证机械能守恒定律的实验原理、实验步骤及数据处理.2.学会在创新实验中探究机械能守恒定律.01温习

知识梳理02精讲

考点剖析03作业本温习

知识梳理1.实验目的验证机械能守恒定律.2.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.3.实验器材打点计时器、交流电源、纸带、夹子、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、导线.

7.误差分析（1）系统误差①由于交流电周期的变化，引起打点时间间隔变化而产生误差.②打点时的阻力对纸带的运动有影响.③重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，动能的增加量必定稍小于重力势能的减少量.（2）偶然误差①测长度带来的误差.②计数点选择不合理、纸带选择不理想.精讲

考点剖析图1

（1）下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来并按实验顺序排列：__________________（填步骤前面的序号）.①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带

②先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点③用电子天平称量重锤的质量④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端⑤在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据⑥关闭电源，取下纸带

图2

图3

通过（1分）

例2

（8分）在“验证机械能守恒定律”的实验中，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.（1）不同学生在实验操作过程中出现如图所示的四种情况，其中操作正确的是__________.B（2分）【解析】依题意，打点计时器接交流电源，重物应靠近打点计时器，为减小阻力，手持纸带使纸带在竖直方向上，可知题图B符合要求.

（3）如果计算结果显示重力势能变化量绝对值小于动能变化量，可能的原因是__________.A.纸带受到阻力较大B.先接通电源后释放纸带C.先释放纸带后接通电源D.阻力与重力之比很小C（2分）【解析】实验中正常情况下，由于系统误差，各种阻力导致机械能有损失，那么重力势能的减小量总略大于动能的增加量，而此实验验证结果恰好相反，则是操作错误引起的，可能是物体具有初速度，即先放手后接通电源.选C.甲例3

[贵州六盘水六校2025月考]

（8分）某物理小组利用如图甲所示的装置进行“验证机械能守恒定律”的实验.乙

（2）实验时应__________.A.先释放小球，后接通数字计时器电源B.选择质量较大的实心铁球B（2分）【解析】应先接通数字计时器电源，后释放小球，A错误；为减小空气阻力的影响，选择质量较大的实心铁球，B正确.

（4）发现小球增加的动能始终小于减少的重力势能，其主要原因是_____________________________________.

小球下落过程中受到了空气阻力（2分）【解析】发现小球增加的动能始终小于减少的重力势能，其主要原因是小球下落过程中受到了空气阻力.甲

D（1分）

乙

丙

（5）（多选）兴趣小组作出图像后，发现图像的斜率略小于理论值，原因可能是____________.A.钢球要克服阻力做功B.钢球通过光电门的平均速度略小于球心经过光电门的速度C.误将北极重力加速度记为当地重力加速度D.误将赤道重力加速度记为当地重力加速度

【解析】钢球要克服阻力做功，使图像的斜率偏小，A正确；钢球通过光电门的挡光时间内的平均速度略小于球心经过光电门的速度，使图像的斜率偏小，B正确；误将北极重力加速度记为当地重力加速度，会使理论值偏大，C正确；误将赤道重力加速度记为当地重力加速度，会使理论值偏小，D错误.

甲

乙

（2）写出上述实验过程中验证机械能守恒定律的表达式___________________________________________________（均用题中所给物理量的字母表示）.

（3）实验小组测量各物理量并代入数据计算后，发现减少的机械能小于增加的机械能，可能的原因是________________________________________________.

作业本1.（6分）图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置.甲（1）若实验中打点计时器打出的纸带如图乙所示，则与重物相连的是纸带的___________（填“左”或“右”）端.左（2分）乙【解析】重物做匀加速直线运动，相邻两点间距会逐渐增大，纸带中越往右，相邻点间距逐渐增大，则与重物相连的是纸带的左端.

甲

乙

（2）（多选）为提高实验结果的准确程度，小组同学对此实验提出建议，下列建议中对提高准确程度有作用的是___________；A.细绳的质量要小些B.在“细绳”的前提下，绳子越长越好C.尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃D.两个物块的质量之差要尽可能小

图1（1）安装实验装置的操作有：①在斜槽末端安装光电门②调节斜槽在竖直平面内③调节斜槽末端水平④将斜槽安装到底座上其合理的顺序是__________（填“A”“B”或“C”）.A.①②③④

B.④②③①

C.④①②③B（3分）【解析】安装顺序应为先将斜槽安装到底座上，再调节斜槽在竖直平面内，接着调节斜槽末端水平，最后在斜槽末端安装光电门，因此合理的顺序为④②③①，B正确.（2）测量钢球直径的正确操作是图2中___________（填“甲”或“乙”）所示的方式.甲（3分）图2【解析】测量钢球直径时，应使用游标卡尺的外测量爪卡住钢球，甲图所示的操作方式正确.

4.005.006.007.008.004.906.257.458.7810.0