高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律 实验六 验证机械能守恒定律学案-人教版高三全册物理学案

实验六 验证机械能守恒定律板块一 主干梳理·夯实基础 实验原理与操作◆ 实验目的验证机械能守恒定律。◆ 实验原理1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的机械能保持不变。若物体某时刻瞬时速度为 v，下落高度为 h，则重力势能的减少量为 mgh，动能的增加量为 mv2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律。2．速度的测量：做匀变速直线运动的纸带上某段位移中间时刻的瞬时速度等于这段位移之间的平均速度。计算打第 n 个点速度的方法：测出与第 n 个点相邻前后点间的距离 xn和 xn＋1，由公式 vn＝或 vn＝算出，如图所示。◆ 实验器材铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)。◆ 实验步骤1．安装置：如图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。更换纸带重复做 3～5 次实验。3．选纸带：分两种情况说明(1)用 mv＝mghn验证时，应选点迹清晰，且第 1、2 两点间距离小于或接近 2 mm 的纸带。若第 1、2 两点间的距离大于 2 mm，这是由于先释放纸带后接通电源造成的。这样，第 1 个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选。(2)用 mv－mv＝mgΔh 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第 1、2 两点间的距离是否大于 2 mm 就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用。 数据处理与误差分析◆ 数据处理1．测量计算在起始点标上 0，在以后各计数点依次标上 1、2、3…，用刻度尺测出对应下落高度 h1、h2、h3…。利用公式 vn＝计算出点 1、点 2、点 3、…的瞬时速度 v1、v2、v3…。2．验证守恒方法一：利用起始点和第 n 点计算。代入 ghn和 v，如果在实验误差允许的条件下，ghn＝v，则验证了机械能守恒定律。方法二：任取两点计算。① 任取两点 A、B 测出 hAB，算出 ghAB。② 算出 v－v 的值。③ 在实验误差允许的范围内，如果 ghAB＝v－v，则验证了机械能守恒定律。方法三：图象法。从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度 h，并计算各点速度的平方v2，然后以 v2为纵轴，以 h 为横轴，根据实验...