机械能及其守恒定律.ppt

第七章第七章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律第九节第九节 实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能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 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,物体的物体的势能向动能转化但机械能守恒势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,下落高度下落高度为为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和相应的瞬时速度和相应的瞬时速度 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.很很明显明显,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 打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、导线、重物(带夹子)、刻度尺、铁架台(附铁夹),等.返回装置原理返回步骤器材五、实验步骤.安装置(竖直、稳定）.打点（先通电再打点）.换纸带,重复打点几次.挑选纸带并进行研究:记下第一个点的位置O，选取个较方便的点,量出各点到O的距离,计算出各点的速度,分别代入 mv2 mgh研究 返回注意事项装置六、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 22mm.这意味着选这意味着选用打第用打第1个点的瞬时开始下落的纸带个点的瞬时开始下落的纸带.返回注意3注意1 注意事项注意事项3.即时速度即时速度 v的计算方法的计算方法:平均速度法平均速度法:vn (sn+s n+1)/2T,求出求出v后代入后代入 1/2 mv2与与mgh比较是否相等。比较是否相等。数点算时间求速度：利用数点算时间求速度：利用vgt.由于由于g值值大于重物下落的加速度大于重物下落的加速度,所以所以,此式计算的此式计算的v值偏值偏大大,代入代入 1/2 mv2与与mgh比较时比较时,1/2 mv2稍小于稍小于mgh.返回返回思考题思考题注意注意2返回注意3七、思考题七、思考题:在验证机械能守恒的实验中在验证机械能守恒的实验中1、下面那些测量工具是必需的？、下面那些测量工具是必需的？A、天平、天平 B、弹簧秤、弹簧秤 C、刻度尺、刻度尺 D、秒表、秒表2、已知打点计时器所用的电源频率为、已知打点计时器所用的电源频率为50Hz，查得当地的重力，查得当地的重力加速度为加速度为2,测得所用重物的质量为测得所用重物的质量为1.00kg,实验中得到一条点迹实验中得到一条点迹清晰的纸带清晰的纸带,把第一个点记作为把第一个点记作为O，另选取连续的，另选取连续的4个点个点A、B、C、D，O到各点的距离分别为到各点的距离分别为62.99cm、70.18cm、，根据，根据以上数据，可知重物由以上数据，可知重物由O点运动到点运动到C点，重力势能的减少量等点，重力势能的减少量等于于 J，动能的增加量等于，动能的增加量等于 J，（取三位有效数字）。动能增量小于重力势能，（取三位有效数字）。动能增量小于重力势能的减少量的原因主要是的减少量的原因主要是 。