《高考物理一轮复习讲练测》专题24 验证机械能守恒定律（讲）（原卷版）

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第五章功和能

1.从近几年高考来看，关于功和功率的考查，多以选择题的形式出现，有时与电流及电磁感应相结合命题．

2．功和能的关系一直是高考的“重中之重”，是高考的热点和重点，涉及这部分内容的考题不但题型全、

分量重，而且还经常有压轴题，考查最多的是动能定理和机械能守恒定律，且多数题目是与牛顿运动定律、

平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题．

3．动能定理及能量守恒定律仍将是高考考查的重点．高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知

识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中去，能力要求不会降低.

第24 讲验证机械能守恒定律

1.掌握验证机械能守恒定律的方法.

2.会用图象法处理实验数据以达到验证目的．

基本实验要求

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相应过程动能的增加量，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、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(附铁夹)、导线两根．[来源:学科网 ZXXK]

4．实验步骤

(1)根据实验原理图安装仪器．

(2)将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器的限位孔．

(3)用手提着纸带，让重物靠近打点计时器并处于静止状态，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，

纸带上打下一系列小点．

(4)从几条打下点的纸带中挑选出点迹清晰的纸带进行测量，ΔEk＝mv，ΔEp＝mgdn，vn＝

(5)计算对比 ΔEp与ΔEk.[来源:学&科&网]

5．实验结论

在误差允许的范围内，自由落体运动过程机械能守恒．

规律方法总结

1．误差分析

(1)测量误差：减小测量误差的方法，一是测下落距离时都从 0点量起，一次将各打点对应下落高度测量完

二是多测几次取平均值．

(2)系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量 ΔEk＝mv 必定稍小于重力势能

的减少量 ΔEp＝mghn，改进办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力．

2．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平面内，以减少摩擦阻力．

(2)重物应选用质量大、体积小、密度大的材料．

(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vn＝gt 来计算．

3．验证方案

方案一：利用起点和第 n点：验证 ghn＝v.

方案二：任取较远两点 A、B：验证 ghAB＝v－v.[来源:学+科+网Z+X+X+K]

★典型案例★某学习小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，质量均为M的物体 A和B系在轻质细

绳两端跨过光滑轻质定滑轮，每个钩码的质量均为，物体 A上固定一轻质挡光片，挡光片下方 h处固定

一光电门，用来测量物体上的挡光片通过该处的时间t。

（1）某同学用游标卡尺测量挡光片的宽度d，测量结果如图乙所示，则挡光片宽度为_____cm。[来源:Z§xx§k.Com]

（2）在物体 A下面挂上一个钩码，让 A

、

B及钩码组成的系统由静止释放，测出挡光片通过光电门的时间

，则挡光片通过光电门的速率为___________（用题中给出的符号表示）。

（3）依次增加物体 A下方钩码个数，让物体 A由同一位置释放，分别测出挡光片通过光电门的时间、、

…；

（4）设物体 A下方所挂钩码个数为n，根据（3）中所测时间，描点作出图象如图丙所示，若在误差

允许范围内满足图象斜率k=____，截距b＝_____（均用题中符号表示），则证明机械能守恒定律成立。

（5）由于系统运动过程中要受到摩擦及空气阻力，若认为挂不同个数钩码时阻力相同，则实际描点作出

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