高中物理：验证机械能守恒定律的两种思路！

为大家分享【高中物理】验证机械能守恒定律的两种思路！给大家平时考试及高考时做题提供思路，希望对大家有所帮助。

一、利用

验证机械能守恒定律

例1.

在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源频率为

50Hz，查得当地的重力加速度

，测得所用的重物的质量为1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图所示，把第一个点记作0，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点。经测量知道A、B、C、D各点到0点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、88.73cm。根据以上数据，可知重物由0点运动到C点，重力势能的减少量等于__________J。动能的增加量等于__________J。（取3位有效数字）

解析：实验的目的是要验证在自由落体运动中，关系式

确实成立。由题给数据，可求出重物由0点到C点时减少的重力势能

。重物在C点的速度

，则动能的增加量

，可见在实验误差允许的范围内，满足关系式

二、利用

验证机械能守恒定律。

值得指出的是，利用

验证机械能守恒定律时，要求第1、2两点间的距离接近2mm。这是因为

。当不满足这一条件时，可利用另一种思路进行，即

例2.

利用自由落体运动做验证机械能守恒定律的实验，按正确的实验操作得到几条打上点迹的纸带。通常要求从其中挑选头两点（即

0、1两点）间距离接近2mm的纸带进行测量。但一位同学未按此要求，却选取了一条点迹清晰、但头两点（0与1点）间的距离明显小于2mm的纸带进行标点（标出0、1、2、3…各实验点迹）测量（测出各点与0点的高度差

），如图所示。并且这位同学正确计算出了3和5点之间的重力势能的增量和物体动能的增量。则其表达式分别为_____________和_____________。验证的实验原理是_____________。

解析：

在实验误差允许的范围内，若关系式

成立，则机械能守恒得以验证。

三、练习

1. 用如图装置验证机械能守恒定律。轻绳两端系着质量相等的物块A、B，物块上放置一金属片C。铁架台上固定一金属圆环，圆环处于物块B正下方。系统静止时，金属片C与圆环间高度差为h。由此释放，系统开始运动，当物块B穿过圆环时金属片C被搁置在圆环上。两电光门固定在铁架台

处，通过数字计时器可测出物块B通过

这段距离的时间。

（1）若测得

之间的距离为d，物块B通过这段距离的时间为t，则物块B刚好穿过圆环后的速度v=________.

（2）若物块A、B的质量均为M表示，金属C的质量用m表示表示，该实验中验证了下面哪个等式成立，即可验证机械能守恒定律，正确选项为_______.

（3）本实验中的测量仪器除了刻度尺、光电门、数字计时器外，还需要___________.

（4）改变物块B的初始位置，使物块B由不同高度落下管过圆环，记录各次高度差h以及物块B通过

,这段距离的时间为t，以h为纵轴，以_________（

）为横轴，通过描述点作出的图线是一条过原点的直线。该直线的斜率k=__________（用m、M、d表示）。