《2025年高考帮高中物理》

实验七 验证机械能守恒定律
教材帮·读透教材 融会贯通
1.实验目的
验证机械能守恒定律.

答案：

2.实验原理
通过实验,求出做自由落体运动物体的[1]                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.

答案： [1]重力势能的减少量

3.实验器材
铁架台（带铁夹）, 电火花计时器（或电磁打点计时器）,重物（带纸带夹）,纸带,复写纸,导线,毫米刻度尺,交流电源.

答案：

4.实验步骤
（1）安装器材：将[2]                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[3]                ,再[4]                ,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).
（3）选纸带：从打出的几条纸带中选出一条点迹清晰的纸带.
（4）进行数据处理并验证.

答案：  [2]打点计时器 [3]接通电源 [4]释放纸带

5.数据处理
方案1 利用起始点和第n点计算
代入mghn​和21​mvn2​,如果在实验误差允许的范围内,mghn​和21​mvn2​相等,则验证了机械能守恒定律.
方案2 任取两点计算
（1）任取两点A、B,测出hAB​,算出mghAB​.
（2）算出21​mvB2​−21​mvA2​的值.
（3）在实验误差允许的范围内,若mghAB​=21​mvB2​−21​mvA2​,则验证了机械能守恒定律.
方案3 图像法
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21​v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据作出21​v2−h图像. 若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律.

答案：

6.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,以减小[5]                .
（2）重物应选用质量大、体积小的.
（3）应先接通电源,让打点计时器正常工作,后释放纸带让重物下落.
（4）测长度,算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用​​,不能用或vn​=gt来计算.
（5）此实验中不需要测量重物的质量.

答案：  [5]摩擦阻力

7.误差分析
（1）本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力（空气阻力、打点计时器阻力）做功,故动能的增加量ΔEk​稍小于重力势能的减少量ΔEp​,即ΔEk​＜ΔEp​,这属于系统误差. 改进的办法是调整器材的安装并选用质量大、体积小的重物,尽可能地减小阻力.
（2）本实验的另一个误差来源于长度的测量,属于偶然误差. 减小误差的办法是测下落距离时从O点量起,一次将各点对应的下落高度测量完,或者多次测量取平均值.
（3）打点计时器产生的误差
①由于交流电周期变化,引起打点时间间隔变化而产生误差.
②计数点选择不好,振动片振动不均匀,纸带放置方法不正确引起摩擦,均可能造成实验误差.
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命题点1 教材基础实验

答案：