2022-2023学年高一物理举一反三系列（人教版必修第二册）专题8.9 实验：验证机械能守恒定律（常规）（解析版）.pdf

专题8.9实验：验证机械能守恒定律（常规）

【人教版】

【题型1原理与操作】

【题型2数据处理】

【题型3误差分析】

【题型1原理与操作】

【例1】在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50Hz，依次打

出的点为0,1,2,3,4，…，n。则：

(1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为________________、

________________、________________，必须计算出的物理量为________________、

________________，验证的表达式为____________________。

(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是________(填写步骤前面的字母)。

A．将打点计时器竖直安装在铁架台上

B．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落

C．取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验

D．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带

E．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h，h，h，…，h，计算出对应的瞬时

123n

速度v，v，v，…，v

123n

1

2

F．分别算出m和mgh，在实验误差允许的范围内看是否相等

vnn

2

[答案](1)第2点到第6点之间的距离h26

第1点到第3点之间的距离h13

第5点到第7点之间的距离h57

第2点的瞬时速度v2第6点的瞬时速度v6

11

22

mgh＝m－m

26v6v2

22

(2)ADBCEF

【变式1-1】利用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________。

A．动能变化量与势能变化量

B．速度变化量与势能变化量

C．速度变化量与高度变化量

(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材

中，还必须使用的两种器材是________。

A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)

(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连

续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为h、h、h。已知当地重力加速

ABC

度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重

物的重力势能变化量ΔE＝________，动能变化量ΔE＝______________。

pk

(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________。

A．利用公式＝gt计算重物速度

v

B．利用公式＝2gh计算重物速度

v

C．空气阻力和摩擦力的影响

D．没有采用多次实验取平均值的方法

(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始

2

点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v-h图像，并做如下判断：若图像是一

条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确：

________(填“正确”或“不正确”)。

解析：(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量和重

力势能的变化量，故A正确，B、C错误。

(2)打点计时器需接交流电源；验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两边都有

质量，可以约去，不需要用天平测量重物质量，实验时需要用刻度尺测量纸带上