实验与能量守恒定律.ppt

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的自由落体运动动中中,物体的物体的势势能向能向动动能能转转化但机械能守恒化但机械能守恒。设设物体物体 的的质质量量为为m,从从静止开始下落静止开始下落,下落高度下落高度为为h时时速度速度 为为v,则应则应有有:推推导导得：得：由此可知由此可知,只要只要测测出下落高度出下落高度h和相和相应应的瞬的瞬时时速速度度 v,再利用当地的重力加速度再利用当地的重力加速度 g的的值值,即可即可对对 mv2 和和mgh进进行比行比较较,若相等若相等,则则机械能得以机械能得以验证验证。很明很明显显,物体物体质质量量m的具体的具体值值不需不需测测定定。返回返回器材目的 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(竖竖直、直、稳稳定）定）.打点（先通打点（先通电电再打点）再打点）.换纸带换纸带,重复打点几次重复打点几次.挑挑选纸带选纸带并并进进行研究行研究:记记下第一个点下第一个点的位置的位置O，选选取个取个较较方便的点方便的点,量出量出各点到各点到O的距离的距离,计计算出各点的速度算出各点的速度,分分别别代入代入 mv2 mgh研究研究返回注意事项装置六、注意事项 1.重物下落不是重物下落不是严严格的自由落体运格的自由落体运动动(有空气阻力和摩擦阻力有空气阻力和摩擦阻力)。设设物体物体实际实际下下落的加速度落的加速度为为a,则则ag(当地的重力加速度当地的重力加速度),比比较较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。为为了减小了减小这这种种误误差差:尽量减小尽量减小纸带纸带与限位孔之与限位孔之间间的摩擦的摩擦,重物重物选选用用质质量量较较大而体大而体积积小的物体小的物体。返回注意2步骤 注意事项注意事项 2.挑挑选纸带选纸带:选选用第用第1、2两点两点间间距接距接近近2mm的的纸带进纸带进行研究行研究。从原理上看从原理上看,打打第一个点第一个点时时速度速度为为0,那么第那么第1、2两点两点间间距距为为y gt2 9.8 0.0220.002m2mm。这这意味着意味着选选用打第用打第1个点的瞬个点的瞬时时开始下落的开始下落的纸带纸带。返回注意3注意1 10.能量守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 对对应应于于不不同同的的运运动动形形式式，能能的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：机机械械能能、内内能能、电电能能、太太阳阳能能、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这这些些能能量量之之间间又又是是怎怎样样联联系系的的呢呢？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能能量量既既不不会会凭凭空空产产生生，也也不不会会凭凭空空消消失失，它它只只能能从从一一种种形形式式转转化化为为另另一一种种形形式式，或或者者从从一一个个物物体体转转移移到到别别的的物物体体，在在转转化化或或转转移移过程中，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。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性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的能源的利用是有条件的，也是有代价的3 3、能量耗散可说明什么问题？、能量耗散可说明什么问题？能量耗散能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解？与能量守恒是否矛盾，该怎样理解？