实验与能量守恒定律

1、实验：验证机械能实验：验证机械能守恒定律守恒定律验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 一、实验目的 二、实验原理 三、实验器材 四、实验装置 五、实验步骤 六、注意事项 七、思考题 利用自由落体运动利用自由落体运动 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律返回原理 在在只有重力做功只有重力做功的自由落体运动中的自由落体运动中,物体的势物体的势能向动能转化但机械能守恒。能向动能转化但机械能守恒。 设物体设物体 的质量为的质量为m,从静止开始下落从静止开始下落,下落高度为下落高度为h时速度时速度 为为v,则应有则应有: 推导推导得：得： 由此可知由此可知,只要只要测出下落高度测出下落高度h和相应的瞬时

2、速和相应的瞬时速度度 v,再利用当地的重力加速度再利用当地的重力加速度 g的值的值,即可对即可对 mv2 和和mgh进行比较进行比较,若相等若相等,则机械能得以验证则机械能得以验证。很明显很明显,物体质量物体质量m的具体值不需测定的具体值不需测定。返回返回器材目的21PkEEghVmghmV2212即 打点计时器、纸带、复写纸打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、导线、重片、低压交流电源、导线、重物物(带夹子带夹子)、刻度尺、铁架台、刻度尺、铁架台(附铁夹附铁夹),等。等。返回装置原理返回步骤器材五、实验步骤 .安装置安装置(竖直、稳定）竖直、稳定） .打点（先通电再打点）打点（先通电再打

3、点） .换纸带换纸带,重复打点几次重复打点几次 .挑选纸带并进行研究挑选纸带并进行研究:记下第一个点记下第一个点的位置的位置O，选取个较方便的点，选取个较方便的点,量出量出各点到各点到O的距离的距离,计算出各点的速度计算出各点的速度 ,分分别代入别代入 mv2 mgh研究研究返回注意事项装置21六、注意事项 1.重物下落不是严格的自由落体运动重物下落不是严格的自由落体运动(有空气阻力和摩擦阻力有空气阻力和摩擦阻力)。设物体实际下设物体实际下落的加速度为落的加速度为a,则则ag(当地的重力加速当地的重力加速度度),比较比较mv2 /2和和mgh时时, mv2 /2要小于要小于mgh,即重物的机械

4、能减少即重物的机械能减少。 为了减小这种误差为了减小这种误差:尽量减小纸带尽量减小纸带与限位孔之间的摩擦与限位孔之间的摩擦, 重物选用质量较重物选用质量较大而体积小的物体。大而体积小的物体。返回注意2步骤 注意事项注意事项 2.挑选纸带挑选纸带:选用第选用第1、2两点间距接两点间距接近近2mm的纸带进行研究的纸带进行研究。从原理上看从原理上看,打打第一个点时速度为第一个点时速度为0,那么第那么第1、2两点间两点间距为距为y gt2 9.8 0.0220.002m2mm。这意味着选用打第这意味着选用打第1个点的瞬个点的瞬时开始下落的纸带。时开始下落的纸带。返回注意3注意12121 10. 能量守

5、恒定律与能源能量守恒定律与能源一、能量的多样性一、能量的多样性 对应于不同的运动形式，能的对应于不同的运动形式，能的形式也是多种多样的。形式也是多种多样的。 我们知道能量的形式：我们知道能量的形式： 机械能、内能、电能、太阳能、机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、原子能等。化学能、生物能、原子能等。想一想想一想n这些能量之间有什么联系呢？这些能量之间有什么联系呢？n这些能量之间又是怎样联系的这些能量之间又是怎样联系的呢呢？ 太阳能的利用：太阳能转化为电能内燃机车：内能转化机械能水电站：水的机械能转化为电能水果电池：化学能转化为电能二、能的转化二、能的转化n不同形式的能之间可以在一不同形

6、式的能之间可以在一定条件的情况下相互转化。定条件的情况下相互转化。n做功的过程是能的转化的过做功的过程是能的转化的过程。程。 三、能量守恒定律三、能量守恒定律n能量既不会凭空产生，也不会凭能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移转移到别的物体，在转化或转移过程中，能量的总量保持不变。过程中，能量的总量保持不变。 1 1、什么是能量耗散？、什么是能量耗散？热和光被其它物质吸收之后变成环境的内能，热和光被其它物质吸收之后变成环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用。

7、这种我们无法把这些内能收集起来重新利用。这种现象叫做能量耗散。现象叫做能量耗散。2 2、能量转化的方向性：、能量转化的方向性： 机械能能自发地全部转化为内能，但内能不机械能能自发地全部转化为内能，但内能不能自发地全部转化为机械能能自发地全部转化为机械能三、能量耗散三、能量耗散能量耗散表明：能量耗散表明：在能源的利用过程中，即在在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并没有减能量的转化过程中，能量在数量上并没有减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用了。用的变成不便于利用了。 还还表明：表明：能源的利用受方向性的制约，所以能源的利用受方向