人教版高一物理必修二 第七章 第9节 实验-验证机械能守恒定律 课件(共17张PPT) (共17张PPT)

1、实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律【实验目的】 验证机械能守恒定律【实验原理】在只有重力作用的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总机械能守恒。 方法（方法（1）：）：若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有： ，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能否守恒 ，实验装置如图7-1：mghmv122方法（方法（2）：）：任意找两点A、B，分别测出两点的速度大小vA、vB以及两点之间的距离d。若物体的机械能守恒，应有 。重要方法：测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离Sn和S

2、n+1，由公式 ，或由算出。TSSvnnn21vddTnnn112【实验器材】铁架台（带铁夹）；打点计时器；重锤（带纸带夹子）；纸带数条；复写纸片；导线；毫米刻度尺。 除了上述器材外，还必须有 。 【实验步骤】1、按图把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。2、把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。3、接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。4、重复几次，得到35条打好点的纸带。5、在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标1，2，3，用刻度尺测出对应

3、下落高度h1、h2、h3、。6、应用公式计算各点对应的即时速度v1、v2、v3、。 7、应用公式 计算各点对应的即时速度v1、v2、v3、。8、计算各点对应的势能减少量mgh。和动能 的增加量，进行比较。112nnnhhvT122mv【注意事项】1、打点计时器安装时，必须使两纸带限拉孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。2、实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源、让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的小点。3、测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能搞错，为了减小测量值h时的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些，纸带也不宜过长，有效长度可在60cm80cm以

4、内。4、因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。【实验数据记录和处理实验数据记录和处理】序号hi/m vi/ms-1 mghi/J mvi2/J 1234结论： 。方法一【问题与讨论问题与讨论】1打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，为什么？实验时必须选用质量较大的重锤，为什么？-减少摩擦阻力的影响2动能和重力势能都跟物体的质量有关，本实验为什么不称物体的质量？-不需要知道动能和势能的具体数值3本实验要用到重力加速度g。g取9.8m/s2呢？还是取当地的重力加速度值？或者通过实验打出的纸带，用计算出来？-应选用当地g值 【巩固练习巩固练习】 1在验证机械能守恒

5、定律的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件哪种更为有利？（ ） A只要足够重就可以。 B只要体积足够小就可以。 C既要足够重，又要体积非常小。 D应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲。 2本实验中，除铁架台、铁夹、学生电源、纸带和重物外，还需选用下述仪器中的哪几种？ A秒表 B刻度尺 C天平 D打点计时器DBD 3验证机械能守恒定律的实验步骤编排如下，其中有些是必要的，有些是错误的。根据实验，请选出必要的步骤，并按正确的操作顺序把它们前面的字母填写在题后的空格上。 (A)用天平称出重锤的质量； (B)把纸带固定到重锤上，并把纸带穿过打点计器，然后提升到一定高度； (C

6、)拆掉导线，整理仪器； (D)断开电源，调换纸带，重做两次； (E)用秒表测出重锤下落的时间； (F)在三条纸带中选出合适的一条，用直尺测出记数点与起点的距离，记录数据，并计算出结果，得出结论； (G)把打点计时器接到低压交流电源上； (H)接通电源，释放纸带； (I)把打点计时器固定在桌边的铁架台上。 _I、G、B、H、D、F、C 4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的频率为50Hz。查得当地的重加速度g=9.80m/s2，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O，在纸带上另取连续4个点A、B、C、D作为测量的点，经测

7、量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根据以上数据，可知重物由O点到运动C点，重力势能减少量等于_J，动能的增加量等于_J。（取3位有效数字）0ABCD图7.62J7.57J【例题例题1】使用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律，打出一条纸带如图（b）所示图（b）中O是打出的第一个点迹，A、B、C、D、E、F是依次打出的点迹，量出OE间的距离为l，DF间的距离为s，已知打点计时器打点的周期是T（1）上述物理量如果在实验误差允许的范围内满足关系式 ， 即验证了重锤下落过程中机械能是守恒的（2）如果发现图（b）中OA距离大约是4 mm，则出现这种情况的原因可能是例如，先释放纸带而后接通打点计时器的电源开关例如，先释放纸带而后接通打点计时器的电源开关，如果出现这种情况，上述的各理量间满足的关系式可能是必须选取中间的某两点，例如选取图中的B点和E点，分别测出通过B点和E点时的速度vB和vE，量出B、E间距离s，只要满足 ，也就验证了重锤下落过程中机械能是守恒 （图1410）在打出的纸带上选取打出的连续五个点A、B、C、D、E，如图1410所示，测出A点距离起始点O的距离为s0，