K7.9《实验：验证机械能守恒定律》.ppt

怎样用实验验证怎样用实验验证机械能守恒定律？机械能守恒定律？新课导入新课导入1、需要测量哪些物理量？(m、v )2、物体的选择有什么要求？（质量大、横截面积小）3、用哪个仪器可以同时测量H和v？（打点计时器）请同学们完成以下填空：请同学们完成以下填空：物体做自由落体运动，只有物体做自由落体运动，只有_ 做功，物体的做功，物体的 _与与_ 相互转化，相互转化，但总的机械能不变。若物体的但总的机械能不变。若物体的某一时刻的瞬时速度是某一时刻的瞬时速度是v，下，下落高度是落高度是h,则有则有_21mgh2mvhv实验原理实验原理打点计时器、打点计时器、纸带、复写纸、纸带、复写纸、重物、刻度尺、重物、刻度尺、铁架台（带铁铁架台（带铁夹）、学生电夹）、学生电源等。源等。夹子夹子打点计时器打点计时器纸带纸带重物重物？铁架台铁架台实验器材实验器材:按如下实验步骤进行实验按如下实验步骤进行实验用天平测量重物的质量用天平测量重物的质量按照课本所示装置安装打点计时按照课本所示装置安装打点计时器器将纸带穿过计时器，下端与重物将纸带穿过计时器，下端与重物相连相连接通电源，待计时器工作稳定后接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带释放纸带及时切断电源，取下纸带，标上及时切断电源，取下纸带，标上纸带号纸带号更换纸带，重复以上步骤更换纸带，重复以上步骤整理器材，使器材复位整理器材，使器材复位实验步骤实验步骤:本实验要不要测量物体的质量？本实验要不要测量物体的质量？mgh =mv 21 12 2gh =v 21 12 2无需测量物体的质量无需测量物体的质量如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须要知道物体的质量。须要知道物体的质量。？h h012345678910654321初始点初始点hv实验的注意事项实验的注意事项1.1.做本实验时，会受到空气阻力和限位孔做本实验时，会受到空气阻力和限位孔对纸带的摩擦力的影响，怎样减小这些阻对纸带的摩擦力的影响，怎样减小这些阻力对实验的影响？力对实验的影响？重物应该选择小而重的（即密度比较大重物应该选择小而重的（即密度比较大的）的）打点计时器安装时要竖直，同时必须使打点计时器安装时要竖直，同时必须使纸带两限位孔在同一竖直线上，以减小摩纸带两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。擦阻力。2.2.最好选择哪两个位置作为过程的开始和最好选择哪两个位置作为过程的开始和终了位置？终了位置？21? 2m vm gh以第以第1 1个点作为开始，离起点较远的点作为个点作为开始，离起点较远的点作为终位置。终位置。根据公式 算出起始点与第二个点之间的距离为2mm。221gth 计算物体的速度，可有三种方法计算物体的速度，可有三种方法12nnvgh、2nnvgt、1132nnnhhvT、第第1种方法种方法是根据机械能守恒是根据机械能守恒定律得到的，而我们的目的就定律得到的，而我们的目的就是验证机械能守恒定律，所以是验证机械能守恒定律，所以不能用。不能用。第第2种方法认为加速度为种方法认为加速度为g，由于各，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际加种摩擦阻力不可避免，所以实际加速度必将小于速度必将小于g，这样将得到机械能，这样将得到机械能增加的结论，有阻力作用机械能应增加的结论，有阻力作用机械能应该是减少的，故这种方法也不能用该是减少的，故这种方法也不能用本次试验求速度的方法！本次试验求速度的方法！由公式由公式 ，或由，或由 算出。算出。 由公式由公式 ，或由，或由 算出。算出。 Tssvnnn21 Tddvnnn211 2.2.测定第测定第n n个点的瞬时速度的方法是：个点的瞬时速度的方法是：如图所示测出第如图所示测出第n n个点的相邻前、后两段相等时间个点的相邻前、后两段相等时间T T内下落的距离内下落的距离s sn n和和s sn+1n+1，Onsnsn+1dndn+1dn-1数据记录：数据记录：4.4.通过测量计算发现，通过测量计算发现，动能增加量总是稍小于重力势能动能增加量总是稍小于重力势能减少量，这是怎么回事？减少量，这是怎么回事？因重物下落中势必要克服阻力做功，使得一小部分动能因重物下落中势必要克服阻力做功，使得一小部分动能转化为了内能。转化为了内能。验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律实验方法实验方法速度测量速度测量注意事项注意事项中间时刻的瞬时速度与这段时中间时刻的瞬时速度与这段时间上的平均速度的数值相等间上的平均速度的数值相等实验的结果受阻力影响实验的结果受阻力影响重物的质量不必测量多重物的质量不必测量多做几次反复验证做几次反复验证用用mghmgh表示重力势能的减少量表示重力势能的减少量用用 表示动能的增加量表示动能的增加量比较两者是否相等比较两者是否相等212mv课堂总结课堂总结1.1.为进行为进行“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”实验，有实验，有下列器材可选用：铁架台、打点计时器、复下列器材可选用：铁架台、打点计时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、写纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、天平，其中不必要的器材是天平，其中不必要的器材是_;_;缺少的器缺少的器材材 。秒表、天平、低压直流电源秒表、天平、低压直流电源低压交流电源、刻度尺、重物、夹子低压交流电源、刻度尺、重物、夹子课堂训练课堂训练2.“2.“验证牛顿第二定律验证牛顿第二定律”与与“验证机械能守验证机械能守恒定律恒定律”这两个实验，它们的共同之处是这两个实验，它们的共同之处是（ ）A A都要用打点计时器都要用打点计时器B B都要用天平测质量都要用天平测质量C C都要用刻度尺测位移都要用刻度尺测位移D D都要计算瞬时速度都要计算瞬时速度ACAC3.在重锤带动纸带自由下落，用打点计时器验证机械能守恒的实验时，打点计时器打出的纸带如下图所示重锤的质量用m表示，根据纸带上的数据，重锤在B点的动能是_，重锤在E点的动能是 在上述过程中，重锤重力势能变化是_（记数点A、B、CF均为相邻的打点）2.47m(J)3.94m(J)1.48m(J)