79《实验：验证机械能守恒定律》.pptx

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1、孝义市实验中学校孝义市实验中学校1.理解实验的设计思路理解实验的设计思路,明确实验中需要直接测量的物理量。明确实验中需要直接测量的物理量。2.知道实验中选取测量点的有关要求知道实验中选取测量点的有关要求,会根据实验中打出的纸会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离带测定物体下落的距离,掌握测量物体运动的瞬时速度的方掌握测量物体运动的瞬时速度的方法。法。3.能正确进行实验操作能正确进行实验操作,能够根据实验数据的分析得出实验结能够根据实验数据的分析得出实验结论。论。4.能定性地分析产生实验误差的原因能定性地分析产生实验误差的原因,并会采用相应的措施减并会采用相应的措施减小实验误差。小实验误差。孝

2、义市实验中学校孝义市实验中学校 首先让学生观看一段机械能守恒的视频，让学生对机首先让学生观看一段机械能守恒的视频，让学生对机械能守恒中动能与势能的相互转化有个深刻的体会，接着向械能守恒中动能与势能的相互转化有个深刻的体会，接着向学生抛出问题，怎么来验证物体的机械能是否守恒，引导学学生抛出问题，怎么来验证物体的机械能是否守恒，引导学生提出实验方案，最后分析实验中可能会出现的误差，并分生提出实验方案，最后分析实验中可能会出现的误差，并分析其出现的原因。析其出现的原因。 可以利用刻度尺来量出物体下落的高度，得到物体势能可以利用刻度尺来量出物体下落的高度，得到物体势能的变化；利用打点计时器和纸带来计算

3、物体动能的变化，最的变化；利用打点计时器和纸带来计算物体动能的变化，最后，根据物体势能的变化与动能的变化来判断物体机械能是后，根据物体势能的变化与动能的变化来判断物体机械能是否守恒。否守恒。 孝义市实验中学校孝义市实验中学校机械能守恒的各种情况机械能守恒的各种情况孝义市实验中学校孝义市实验中学校v自自由由落落体体重力势能重力势能减小减小动能动能增加增加 小球小球在下落过程在下落过程中，重力势能中，重力势能的减少量为的减少量为 Ep减减，动能的增加量，动能的增加量为为 Ek增增，如果，如果pkEE 减减增增则证明小球下落过程中机械能守恒则证明小球下落过程中机械能守恒孝义市实验中学校孝义市实验中学

4、校hvOA1. 以以物体下落的起始物体下落的起始点点 O 为基准为基准 物体从物体从 O 点点下落下落到到 A 点下落点下落的的高度高度为为 h，到达到达 A 点点时的速度时的速度为为 v物体重力势能的减小物体重力势能的减小量量为为：mgh物体动能的增加物体动能的增加量量为为：212mv验证验证 mgh 与与 是否相等是否相等212mv孝义市实验中学校孝义市实验中学校hvOA2. 以以物体下落过程中某物体下落过程中某一点一点 A 基准基准 物体从物体从 A 点点下落下落到到 B 点下落点下落的高的高度度为为 h，在，在 A 点的点的速度速度为为 vA，在，在 B 点点的速度为的速度为 vB物体

5、重力势能的减小物体重力势能的减小量为：量为：mgh物体动能的增加物体动能的增加量为：量为：221122BAmvmv B验证验证 mgh 是否相等于是否相等于221122BAmvmv h 和 h 的距离要大一些，以减小测量误差 孝义市实验中学校孝义市实验中学校该实验需要测量哪些物理量呢？该实验需要测量哪些物理量呢？可以可以用刻度尺直接量用刻度尺直接量利用纸带和打点计时器来利用纸带和打点计时器来计算计算2ACBxvvt 物体物体下落的高度下落的高度物体物体在某一位置的速度在某一位置的速度xACBtt孝义市实验中学校孝义市实验中学校打点计时器、纸带、重打点计时器、纸带、重物、刻度尺、铁架物、刻度尺、

6、铁架台台(带带铁铁夹夹)、交流电源交流电源等等夹子夹子打点计时器打点计时器纸带纸带重物重物？铁架台铁架台孝义市实验中学校孝义市实验中学校1. 按按如图装置把打点计时器安装在铁如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与电源架台上，用导线把打点计时器与电源连接好。连接好。2. 把把纸带的一端在重锤上用夹子固定纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，竖直好，另一端穿过计时器限位孔，竖直提起纸带使提起纸带使重物停靠在打点计时器附重物停靠在打点计时器附近近，纸带上端用夹子夹住。，纸带上端用夹子夹住。3. 先先接通电源，再松开纸带，让重物接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。

7、自由下落。4. 重复重复几次，几次，得到得到 35 条条打好点的纸带。打好点的纸带。孝义市实验中学校孝义市实验中学校5. 在在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近接近 2 mm，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上上 0，后面任取相同时，后面任取相同时间间隔点依次标间间隔点依次标上上 1，2，3，用刻度尺测出对应下落，用刻度尺测出对应下落高高度度 h1、h2、h37. 计算计算验证重物重力势能减少量和动能的增加量是否验证重物重力势能减少量和动能的增加量是否相等。相等。 Onhnhn+1hn-1n + 16. 应用应用公式

8、公式112nnnhhvT 孝义市实验中学校孝义市实验中学校1. 打点打点计时器安装时，必须使纸带和限位孔在同一竖直线上，计时器安装时，必须使纸带和限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。以减小摩擦阻力。4选用纸带时应尽量挑第一、二点间距选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近接近 2 mm 的的纸带。纸带。3. 实验实验时，必须先接通电源，让打点计时器工作正常后再松时，必须先接通电源，让打点计时器工作正常后再松开纸带让重锤开纸带让重锤下落。下落。2. 应该应该选择重量大、体积下的重物，以减小选择重量大、体积下的重物，以减小空气阻力空气阻力的的影响。影响。孝义市实验中学校孝义市实验中学校 因为因为有纸

9、带与打点计时器的摩擦阻力、空气阻力等，要有纸带与打点计时器的摩擦阻力、空气阻力等，要克服阻力做功，动能增加量总是稍小于重力势能减少克服阻力做功，动能增加量总是稍小于重力势能减少量。量。Onhnhn+1hn-1n + 1计计算速度应用算速度应用公式公式112nnnhhvT 能不能用公式能不能用公式 来计算呢？来计算呢？nnvgt 不能！不能！不能！不能！能不能用公式能不能用公式 来计算呢？来计算呢？2nnvgh 孝义市实验中学校孝义市实验中学校1. 某某次次“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中，的实验中，用用 6 V、50 Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，的打点计时

10、器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O 点点为重锤下落的起点，选取的计数点为重锤下落的起点，选取的计数点为为 A、B、C、D，各计，各计数点数点到到 O 点点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度度取取 9.8 m/s2，若重锤质量，若重锤质量为为 1 kg。(1) 打出打出 B 点点时，重锤下落的时，重锤下落的速度速度 vB = _ m/s，重锤，重锤的的动能动能 EkB = _ J。1.1750.6903孝义市实验中学校孝义市实验中学校(2) 从从开始下落算起，打点计时器开始下落算起，打点计时器打打 B 点点时，重锤的重力势时，重锤的重力势能减小

11、量能减小量为为 _ J。(3) 根据根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到止开始到打出打出 B 点点的过程中，得到的结论是的过程中，得到的结论是 _。0.6909机械能守恒机械能守恒孝义市实验中学校孝义市实验中学校 2. 在在验证机械能守恒定律时，如果验证机械能守恒定律时，如果以以 v2 为为纵轴，纵轴，以以 h 为为横轴，根据实验数横轴，根据实验数据绘出的图线应是据绘出的图线应是 ，才能验证机械能守恒定律，其斜率等才能验证机械能守恒定律，其斜率等于于 的数值。的数值。通过原点的直线通过原点的直线hv2g孝义市实验中学校孝义市实验中学校