2025高考物理总复习验证机械能守恒定律.pptxVIP

;;;;1.实验原理：通过实验，求出做自由落体运动物体的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。

2.实验器材：打点计时器、交流电源、纸带、复写纸(墨粉)、夹子、重物、、铁架台(带铁夹)、导线。;3.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

，再，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：点迹清晰，且所选用的点在同一条直线上。;4.数据处理

(1)求瞬时速度;(2)验证守恒

方案一：利用起始点和第n点计算：;方案二：任取两点计算

①任取两点A、B，测出hAB，算出mghAB。;方案三：图像法;5.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线上，以减少。

(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。

(5)此实验中不需要测量重物的质量。;例1某实验小组利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示。已知重物质量为m，当地重力加速度为g。

(1)按图示组装好器材后，下列步骤合理的顺序是___________。

①在纸带下端挂上重物，穿过打点计时器，将重物拉至

靠近打点计时器处；

②释放纸带；

③启动开关，使打点计时器打点；

④从重物上取下纸带；

⑤关闭打点计时器电源。;实验时，将打点计时器固定在铁架台上；再将纸带穿过打点计时器，一端悬挂上重物，调整打点计时器，保证纸带沿竖直方向，并固定好纸带；然后接通电源，打开打点计时器开关；释放纸带；关闭打点计时器电源；最后取下纸带，选择点迹清晰的一条，处理数据。

故正确操作顺序为①③②⑤④。;(2)某同学多次实验后，挑选一条点迹??晰的纸带，测量出纸带上连续四个点A、B、C、D到起始点O的距离如图乙所示。已知打点计时器的打点

频率为f，则从O点到B点的这段时间内，重物动能的增加量为___________。;;整理得v2＝2gh，图像斜率k＝2g;(4)在实验中，某同学根据测得的数据，通过计算发现，重物动能的增加量略大于重物重力势能的减少量，若测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是_______。

A.重物的质量偏大

B.交流电源的频率偏大

C.交流电源的频率偏小

D.重物下落时受到的阻力过大;机械能是否守恒与重物的质量无关，故A错误；

交流电源的频率偏大，导致计算所用时间间隔偏大，则瞬时速度偏小，会使重物动能的增加量小于重力势能的减少量，故B错误；

交流电源的频率偏小，导致计算所用时间间隔偏小，则瞬时速度偏大，会使重物动能的增加量略大于重力势能的减少量，故C正确；

重物下落时受到的阻力过大，则重物动能的增加量应小于重力势能的减少量，故D错误。;例2(2021·浙江6月选考·17(1))在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图甲所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图乙所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。;(1)为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是________________________

____________。;(2)已知交流电频率为50Hz，重物质量为200g，当地重力加速度g＝9.80m/s2，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值|ΔEp|＝______J、C点的动能EkC＝______J(计算结果均保留3位有效数字)。比较EkC与|ΔEp|的大小，出现这一结果的原因可能是______。

A.工作电压偏高

B.存在空气阻力和摩擦力

C.接通电源前释放了纸带;由题图乙可知OC之间的距离为xOC＝27.90cm，因此重力势能的减少量为|ΔEp|＝mgxOC＝0.2×9.8×0.2790J≈0.547J

匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，

因此;工作电压偏高不会影响实验的误差，存在摩擦力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，只有提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的减少量。;探索创新实验;1.实验器材的创新