2023高考物理精品讲练系列学案：实验（2）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,有位同学按以下步骤进行实验操作:A.用天平称出重锤和夹子的质量B.固定好打点计时器,将连着重锤的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器C.松开纸带,接通电源,开始打点.并如此重复屡次,以得到几条打点纸带D.取下纸带,挑选点迹清晰的纸带,记下起始点O,在距离O点较近处选择几个连续计数点（或计时点）,并计算出各点的速度值E.测出各点到O点的距离,即得到重锤下落高度F.计算出mghn和12mvn2,看两者是否相等在以上步骤中,不必要的步骤是;有错误或不妥的步骤是（填写代表字母）;更正情况是:①,②,③,④.答案ABCDF①B中手应抓住纸带末端;②C中先接通电源,再松开纸带;③D中应选取离O点较远的点;④F中应计算ghn和12vn2.【例2“】某同学在做验证机械能守恒定律〞的实验时,不慎将一条选择好的纸带的前面局部损坏了,剩下局部纸带上各点间的距离,他测出并标在纸带上,如图实所示.打点计时器的周期是0.02s,重力加速度为9.8m/s2.（1）利用纸带说明重锤（质量为m）通过对应于2、5两点过程中机械能守恒.（2）说明为什么得到的结果是重锤重力势能的减小量ΔEp稍大于重锤动能的增加量ΔEk答案（1）重锤在对应2、5两点时的速度分别为v2=(2.80+3.18)×10−22×0.02m/s=1.495m/sv5=(3.94+4.30)×10−22×0.02m/s=2.06m/s那么重锤在2、5两点对应过程的动能增加量为ΔEk=ΔEk5-Ek2=12mv52-12mv22=12m（v52-v22）=1.004mJ而重锤在该过程中下落的距离为Δh=（3.18+3.56+3.94）×10-2m=10.68×10-2m那么重锤在该过程减少的重力势能为ΔEp=mg·Δh=1.047mJ在允许的实验误差范围内可以认为ΔEk=ΔEp,即机械能守恒.（2）因重锤拖着纸带下落时,空气阻力和打点计时器的阻力做功而使重锤的机械能有损失【例3】如图实乙所示,将包有白纸的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之转动,使之替代打点计时器,当烧断挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由落下,毛笔就在圆柱棒白纸上画出记号,如图甲所示,测得记号之间的距离依次为26mm、42mm、58mm、74mm、90mm、106mm,“马达铭牌上有1440r/min〞字样,请说明如何由此验证机械能守恒.答案其方法如下:①“由马达铭牌1440r/min〞算出毛笔画的线距的时间间隔为T=1n=601440s≈0.04s.②根据vn=sn+sn+12T算出任意选取的画相邻两条线时圆柱棒的瞬时速度vD==(42+58)×10−32×0.04m/s=1.25m/svC=(58+74)×10−32×0.04m/s=1.65m/s故...
