海头高级中学学年高一下学期物理《第七章验证机械能守恒定律》课件

第九节实验：验证机械能守恒定律学.科.网目标导航学习目标：1.掌握利用自由落体运动验证机械能守恒定律.2.知道实验的原理、方法和过程.3.会处理实验数据，并能对实验结果进行讨论及误差分析.重点难点：实验条件的控制及数据处理.学.科.网新知初探·自主学习

一、实验原理1.机械能守恒定律(1)当只有重力做功时，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变．(2)做自由落体运动的物体，只受重力作用，其机械能是守恒的．学.科.网2.实验原理图7－9－1学.科.网三、探究步骤1.安装置：将打点计时器固定在铁架台上；用导线将打点计时器与低压交流电源相连接．2.接电源，打纸带：把纸带的一端在重物上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔,用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近，接通电源，待打点稳定后松开纸带，让重物自由下落．重复几次，打下3～5条纸带．要点探究·讲练互动要点1实验数据处理学.科.网(2012·金陵中学高一检测)某同学做验证机械能守恒定律实验时，不慎将一条挑选出的纸带一部分损坏，损坏的是前端部分．剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图7－9－3中，单位是cm.已知打点计时器工作频率为50Hz，重力加速度g取9.8m/s2.图7－9－3例1(1)重物在2点的速度v2＝________，在5点的速度v5＝________，此过程中动能增加量ΔEk＝________，重力势能减少量ΔEp＝________．(2)比较得ΔEk________ΔEp(填“大于”、“等于”或“小于”)，原因是_________________．由以上可得出实验结论__________________．(3)根据实验判断下列图象正确的是(其中ΔEk表示物体动能的变化,Δh表示物体下落的高度)()图7－9－4【思路点拨】求某一点的速度时应根据中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度；因为存在空气阻力和纸带与打点计时器间的摩擦阻力，物体在下落过程中减少的重力势能并不等于增加的动能．学.科.网(2么)显然ΔEk<ΔEp，原润因是蒸实验杏中重排锤要液克服斯阻力筑做功圆．由垦以上剖可得幅出实俩验结粗论为刑：在刃误差折允许宝的范阻围内条，机拍械能删守恒贼．(3原)物体最机械锈能守补恒,应有批物体蹈减少歉的重奸力势个能转屋化为咏增加键的动唤能,即ΔEk＝mgΔh，可唤见物里体增桨加的股动能架与下发落的抹距离陡成正院比,选项C正确掠．学.科.网学.科.网【答案】(1苦)1兵.5光0m/窝s2.亩07柄5m/描s1.纷03mJ1.垫06mJ(2什)小于弯实标验中镰重锤陶要克止服阻睬力做赖功冷在误殖差允掠许的匠范围询内，客机械暮能守冬恒(3完)C要点2误差分析与注意事项1.误差庭分析(1贷)偶然锅误差舟：测万量相危关长受度时类带来镜的，践减小忍的方恩法是忌多测航几次是取平砍均值广．(2卷)系统遮误差耀：实峡验过墨程中邪要克自服阻鄙力(主要钉是打调点计桃时器障的阻泉力)做功何，故船动能铲的增冠加量ΔEk必定岔稍小打于势败能的盼减少视量ΔEp.再者塑，交志流电累的频学.科.网率f不是50赛H孟z也会贺带来鬼系统响误差德．若f＞50幻玉H踏z，由忍于速漫度值笑仍按换频率眉为50遇H悠z计算赚，频详率的山计算姥值比葱实际堆值偏淡小，辜周期霉值偏仙大，哀算得拼的速凡度值罩偏小怎，动数能值传也就品偏小羡，使Ek＜Ep的误杠差进忠一步订加大烘；根奥据同御样的容道理歉，若f＜50离H旨z，则崖可能通出现Ek＞Ep的结刷果．2.注意储事项(1提)安装斧打点与计时划器时趋，必艳须使录两个摄限位淋孔的刮中线量严格唱竖直喘，以陵减小用摩擦嫂阻力编．(2咳)应选酸用质法量和传密度谜较大奖的重垃物，膝增大省重力碧可使瘦阻力脆的影徐响相啊对减雕小，贱增大乡丰密度吗可以猜减小腥体积皱，可训使空紫气阻欠力减冻小．在用蜂自由拆落体怕法验垒证机张械能盛守恒贿定律顷的实召验中角：(1椅)从下乌列器匹材中援选出筝实验恨所必疤需的纲，其绒编号夜为__高__订__熊__．A．打明点计工时器(包括授纸带)B．重睛锤C．天未平D．毫武米刻千度尺E．秒条表F．运哑动小盈车例2(2们)打点滑计时参器的坚安装直放置型要求张为__秋__放__高__匠__采__卖__始__；开拔始打折点计仇时的棵时候级，应禁先__腥__棋__故__失__稍__，然迷后__狂__愁__泪__粱__脸__．(3大)计数蛮时对粒所选树用的狱纸带捞要求捧是__杆__吩__恢__债_．(4亩)实验茅中产桶生系屈统误创差的牢主要号原因贪是__止__孕__唉__族__爸__鱼__邪__侵__薄__慢__坚__盒_；使蜻重锤配获得刃的动疯能往皱往__检__布__疾__丢__只__岛__斜__浇__苗__渗__皆__擦__盈__河__遥__，为减全小误讽差，橡悬挂势在纸世带下峡的重悦锤应饭选择__饺__轮__口__滩__母__．【精讲齐精析】根据捉实验报原理蚀可知罗选用慢的器终材为A、B、D.(2讯)打点变计时激器的摊安装逝放置锈要求匹底板及要竖滨直，担打点含计时帐器靠兄近底赌板安纱装并绝固定攻．实竭验时青应先真接通殖电源庸，再屑释放慢纸带赠．(3锤)计数常时对代所选借用的韵纸带概要求造是点贝迹清湖晰，罗最初申两点甜间距向离接寨近2签mm冠.(4升)实验律中纸境带通夏过打敲点计轿时器庆的阻滚力是蹦产生劣系统盛误差商的主断要原纤因．仔由于蛮阻力候的作灶用使悠重锤们获得衣的动邪能往制往小事于它日所减输少的弓重力断势能娘．为幻玉减小谱误差轮，悬滚挂在瓶纸带重下的贱重锤颠应选醋择质盒量大似，密抖度大咱的．【答案】(1删)A点BD(2伸)底板右要竖泰直，块打点恒计时碧器靠熊近底字板安记装并没固定狠接攻通电份源短释放晋纸带(3涛)点迹皱清晰业，最嫌初两份点间米距离迷接近2蹄mm(4夺)纸带哀通过销打点况计时牙器的版阻力抗小四于它哗所减灿少的负重力抖势能萄质户量大悬、密积度大万的重缺锤要点3实验创新利用狠气垫今导轨陪验证脂机械编能守施恒定称律，奥实验享装置金示意宫图如容图7－9－5所示蜂：图7－9－5例3学.科.网(1醒)实验定步骤哈：①将唤气垫母导轨楚放在挣水平指面上望，桌尼面高候度不反低于1汪m，将点导轨汪调至历水平割；②用鼠游标嫩卡尺古测量摔挡光经条的援宽度恢为l＝9.萝30步m除m;③由某导轨走标尺萄读出拿两光佩电门唤中心先之间妨的距压离s＝__交__页__遵c心m；④将居滑块降移至锈光电土门1左侧仙某处纹，待袄砝码唉静止启不动笔时，杏释放没滑块搜，要再求砝临码落隔地前杠挡光邪条已鼓能过疯光电崭门2；⑤从阁数字夸计时故器(图中州未画浅出)上分曾别读漆出挡访光条厕通过拘光电竭门1和光婆电门2所用营的时财间Δt1和Δt2；⑥用猜天平称称出肢滑块书和挡至光条贫的总散质量M，再添称出枣托盘隶和砝手码的闪总质乘量m.(2盒)用表艇示直妥接测慰量量军的字杠母写腹出下敬列所捆示物甲理量况的表伪达式智．①滑蹲块通苗过光造电门1和光谷电门2时瞬府时速史度分纲别为v1＝__龟__汗__昨__和v2＝__捷__醉__驱__；②当献滑块站通过表光电喇门1和光炭电门2时，贡系统(包括该滑块棵、挡尿光条丈、托招盘和旺砝