【成才之路】高中新课标人教版物理必修二(学案课件+课时练习)第七章机械能守恒定律第十节能量守恒定律与能源.ppt

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1、第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理*理解实验原理，实验思路和方法理解实验原理，实验思路和方法*验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理用细绳把铁锁吊在高处，并把铁锁拉到鼻子尖前释放，用细绳把铁锁吊在高处，并把铁锁拉到鼻子尖前释放，保持头的位置不动，铁锁摆回来时，会打着鼻子吗？试试保持头的位置不动，铁锁摆回来时，会打着鼻子吗？试试看，并解释为什么看，并解释为什么第七章第七章 机

2、械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理1在这个实验里，我们来验证机械能守恒定律：在在这个实验里，我们来验证机械能守恒定律：在重力作用下，物体的重力作用下，物体的_和和_可以互相转化，可以互相转化，但总的但总的_守恒守恒2某点瞬时速度的计算方法：匀变速直线运动中某某点瞬时速度的计算方法：匀变速直线运动中某段 时 间 内 的段 时 间 内 的 _ _ _ _ _ _ _ _ 速 度 等 于速 度 等 于_第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理3在本实验中，重物拖着纸带一起运动，重物在本实验中，重物拖着纸带一起运动，重物(连纸连纸带带)

3、除受重力外，还会受到一些阻力重物会受到哪些阻力？除受重力外，还会受到一些阻力重物会受到哪些阻力？怎样尽量减少这些阻力对实验的影响？怎样尽量减少这些阻力对实验的影响？答：答：_ 第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理答案：答案：1.重力势能；动能；机械能重力势能；动能；机械能2平均；这段时间中间时刻的瞬时速度平均；这段时间中间时刻的瞬时速度3重物重物(连纸带连纸带)会受到空气阻力和纸带与打点计时器会受到空气阻力和纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦阻力；为减小空气阻力，应选取质量大、限位孔之间的摩擦阻力；为减小空气阻力，应选取质量大、体积小的重物为减小限位孔对纸带的摩擦阻力，应将打体积

4、小的重物为减小限位孔对纸带的摩擦阻力，应将打点计时器竖直架稳，释放纸带时手要持纸带上端点计时器竖直架稳，释放纸带时手要持纸带上端第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律.第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒利用打点计时器动能可以互相转化，但总的机械能守恒利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度在纸带上记录下物体自由下落的高度h并计算出瞬时速度并计算出

5、瞬时速度v，从而验证物体在自由下落过程中，重力势能的减少量从而验证物体在自由下落过程中，重力势能的减少量EPmgh与物体动能的增加量与物体动能的增加量EKmv2/2相等相等测定某点瞬时速度的方法是：物体做匀变速直线运动，测定某点瞬时速度的方法是：物体做匀变速直线运动，在某时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度在某时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度.第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理铁架台铁架台(带铁夹带铁夹)、电火花计时器或打点计时器；重锤、电火花计时器或打点计时器；重锤(带纸带夹带纸带夹)；纸带；纸带(数条数条)、复写纸片、导线、毫米刻度尺、复写纸片、导线、毫米刻度尺、

6、低压交流电源低压交流电源注意：重锤应选体积较小、质量较大者，以减少空气注意：重锤应选体积较小、质量较大者，以减少空气阻力的影响又因无需测其质量，所以本实验不用天平阻力的影响又因无需测其质量，所以本实验不用天平第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理在做在做“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”实验时，以下说法正确实验时，以下说法正确的是的是()A选用重锤时，重的比轻的好选用重锤时，重的比轻的好B选用重锤时，密度大的比密度小的好选用重锤时，密度大的比密度小的好C选用重锤后要称质量选用重锤后要称质量D重锤所受重力要远大于它所受的空气阻力和打点重锤所受重力要远大于它所受的空气阻力和打点

7、计时器对纸带的阻力计时器对纸带的阻力答案：答案：ABD第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理按图按图(甲甲)装置竖直架稳打点计时器，并用导线将打装置竖直架稳打点计时器，并用导线将打点计时器接在点计时器接在46V交流电源上交流电源上将长约将长约1m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方地方接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点在纸带上打下一系列的点换几条纸带，重复上面的实验换

8、几条纸带，重复上面的实验第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(1)应尽可能控制实验条件，即应满足机械能守恒的条应尽可能控制实验条件，即应满足机械能守恒的条件，这就要尽量减少各种阻力，采取的措施有：件，这就要尽量减少各种阻力，采取的措施有：铁架台应竖直安装，可使纸带所受阻力减小铁架台应竖直安装，可使纸带所受阻力减小应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力的影响相对减小，增大密度可以

9、减小体积，可使空气阻力减小减小第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理由于测量长度带来的误差属偶然误差，减小办法：由于测量长度带来的误差属偶然误差，减小办法：一是测距离时都应从一是测距离时都应从0点量起，二是多测几次取平均值点量起，二是多测几次取平均值实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打主要是打点计时器的阻力点计时器的阻力)做功，故动能的增加量做功，故动能的增加量EK必定稍小于势必定稍小于势能的减小量能的减小量EP，这属于系统误差，这

10、属于系统误差第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理在在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中，下面列出一些的实验中，下面列出一些实验步骤：实验步骤：A用天平称出重物和夹子的重量用天平称出重物和夹子的重量B把重物系在夹子上把重物系在夹子上C将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计时器住重物的夹子，再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计时器静止静止第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理D把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把

11、输把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出电压调至出电压调至6V(电源不接通电源不接通)E把打点计时器固定在桌边的铁架台上，使两个限把打点计时器固定在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上位孔在同一竖直线上F在纸带上选取几个点，进行测量和记录数据在纸带上选取几个点，进行测量和记录数据G用秒表测出重物下落时间用秒表测出重物下落时间H接通电源，待计时器响声稳定后释放纸带接通电源，待计时器响声稳定后释放纸带I切断电源切断电源第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理J更换纸带，重新进行两次更换纸带，重新进行两次K在三条纸带中选出较好的一条在三条纸带中选出较好的一条L进行计算，得出结

12、论，完成报告进行计算，得出结论，完成报告M拆下导线，整理器材拆下导线，整理器材以上步骤中，不必要的有以上步骤中，不必要的有_，正确步骤的合理，正确步骤的合理顺序是顺序是_(填写字母填写字母)第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理解析：解析：只为了验证机械能守恒，没必要称量重物的质只为了验证机械能守恒，没必要称量重物的质量打点计时器本身就是计时仪器，不再需要秒表量打点计时器本身就是计时仪器，不再需要秒表答案：答案：AG；EDBCHIJMKFL点评：点评：做实验，要了解其目的、原理、器材及其思路，做实验，要了解其目的、原理、器材及其思路，才能很好的把握过程才能很好的把握过程(步骤步骤

13、)无需死记硬背无需死记硬背第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压有用的电源为学生电源，输出电压有6V的交流电和直流电两的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过种重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律量，即可验证机械能守恒定律. 下面列举了该实验的几个操作步骤：下面列举了该实验的几个操作步骤：第七章第七章

14、机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理A按照图示的装置安装器件；按照图示的装置安装器件；B将打点计时器接到电源的直流输出端上；将打点计时器接到电源的直流输出端上；C用天平测量出重锤的质量；用天平测量出重锤的质量；D释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；条纸带；E测量打出的纸带上某些点之间的距离；测量打出的纸带上某些点之间的距离；F根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能势能是否等于增加的动能指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，并指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步

15、骤，并说明其原因说明其原因第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理答案：答案：步骤步骤B是错误的，应该接到电源的交流输出是错误的，应该接到电源的交流输出端步骤端步骤D是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带步骤释放纸带步骤C不必要，因为根据测量原理，重锤的动不必要，因为根据测量原理，重锤的动能和势能中都包含了质量能和势能中都包含了质量m，可以约去，可以约去.第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(江苏盐城中学江苏盐城中学0910学年高一下学期期中学年高一下学期期中)在在“验证验证机械能守恒定律机械能守恒定律”的实验中，已

16、知打点计时器所用电源的的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为频率为50Hz.查得当地的重力加速度查得当地的重力加速度g9.8m/s2，测得所用，测得所用的重物的质量为的重物的质量为1.00kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作把第一个点记作O，另选连续的，另选连续的4个点个点A、B、C、D作为测作为测量的点经测量知道量的点经测量知道A、B、C、D各点到各点到O的距离分别为的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(1)根据以上数据，可知重物由根据以上数据，可知重物由

17、O点运动到点运动到C点，重力点，重力势能的减少量等于势能的减少量等于_J，动能的增加量等于，动能的增加量等于_J(取取3位有效数字位有效数字)( 2 ) 实 验 中 产 生 系 统 误 差 的 原 因 主 要 是实 验 中 产 生 系 统 误 差 的 原 因 主 要 是_为了减小误差，悬挂在纸带下的为了减小误差，悬挂在纸带下的重物的质量应选择重物的质量应选择_(3)如果以如果以v2/2为纵轴，以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出为横轴，根据实验数据绘出的的v2/2h图线是图线是_，该线的斜率等于，该线的斜率等于_第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理解析：解析：(1)先判定先判

18、定D点的可靠性，即判定点的可靠性，即判定SBCSAB是否是否等于等于SCDSBC.如相等如相等(或在误差范围内或在误差范围内)，D点就可靠点就可靠(即在即在D点之前物点之前物体做自由落体运动体做自由落体运动)，就可利用，就可利用第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理答案：答案：(1)7.627.56(2)打点计时器对纸带的摩擦力；较重的打点计时器对纸带的摩擦力；较重的(3)一条过原点的倾斜直线；当地重力加速度一条过原点的倾斜直线；当地重力加速度(9.80m/s2)点评：点评：在验证机械能守恒定律的实验中，误差的一部在验证机械能守

19、恒定律的实验中，误差的一部分来自于空气阻力及纸带和打点计时器限位孔之间的摩擦，分来自于空气阻力及纸带和打点计时器限位孔之间的摩擦，故重力势能的减少应等于动能增加量和克服阻力做功之和，故重力势能的减少应等于动能增加量和克服阻力做功之和，所以此题在计算结果上肯定是重力势能减少的多，动能增所以此题在计算结果上肯定是重力势能减少的多，动能增加的少，其差值除偶然误差外，就是上述原因造成的加的少，其差值除偶然误差外，就是上述原因造成的第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(2009宁夏高一检测宁夏高一检测)在验证在验证“机械能守恒定律机械能守恒定律”的实的实验中，已知打点计时器所用电源的频率

20、为验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地，查得当地重力加速度重力加速度g9.8m/s2.某同学选择了一条理想的纸带，用某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺的读数如图所示，图中刻度尺测量时各计数点对应刻度尺的读数如图所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每分别是每打两个点取出的计数点，则重物由打两个点取出的计数点，则重物由O点运动到点运动到B点时，点时，(重重物质量为物质量为m)求：求：第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(1)重力势能减少量为多少？重力势能减少量为多少？(2)动能增加量

21、为多少？动能增加量为多少？(3)根据数据得出什么结论？产生误差的原因是什么？根据数据得出什么结论？产生误差的原因是什么？答案：答案：(1)1.911mJ(2)1.89mJ(3)在实验误差允许范在实验误差允许范围内，重锤重力势能减少量等于动能的增加量即机械能守围内，重锤重力势能减少量等于动能的增加量即机械能守恒；下落过程中克服摩擦阻力做功恒；下落过程中克服摩擦阻力做功第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(1)该地的重力加速度为

22、该地的重力加速度为_m/s2.(2)飞机离地面的高度飞机离地面的高度_m.(3)试根据此照片验证机械能守恒定律试根据此照片验证机械能守恒定律第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理答案：答案：(1)9.8(2)78.2(3)见解析见解析第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(上海交大附中上海交大附中0809学年高一下学期期中学年高一下学期期中)用用DIS研究研究机械能守恒定律将实验装置中的光电门传感器接入数据机械能守恒定律将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器，测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤采集器，测定

23、摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律实验置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律实验中中A、B、C、D四点高度为四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认，不必输入现某位同学要测定，已由计算机默认，不必输入现某位同学要测定摆锤在摆锤在D点的瞬时速度其实验装置如图点的瞬时速度其实验装置如图(1)所示，接着他所示，接着他点击点击“开始记录开始记录”，同时让摆锤从图中所示位置释放，计，同时让摆锤从图中所示位置释放，

24、计算机将摆锤通过光电门传感器的速度自动记录在表格的对算机将摆锤通过光电门传感器的速度自动记录在表格的对应处，如图应处，如图(2)第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(1)在图在图(1)中该同学实验的两处错误分别是中该同学实验的两处错误分别是_ (2)图图(2)中计算机记录的数据与真实值相比将中计算机记录的数据与真实值相比将_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“仍准确仍准确”)第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理答案：答案：(1)光电门传感器未放在标尺盘最低端的光电门传感器未放在标尺盘最低端的D点点摆锤释放器未置于摆锤释放器未置于A点点(2)偏小偏小第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理