实验：验证机械能守恒定律说课材料.ppt

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1、高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:【实验【实验【实验【实验(shyn)(shyn)目的】目的】目的】目的】【实验【实验【实验【实验(shyn)(shyn)原理】原理】原理】原理】【实验【实验【实验【实验(shyn)(shyn)器材】器材】器材】器材】【实验内容】【实验内容】【实验内容】【实验内容】【注意事项】【注意事项】【注意事项】【注意事项】【实验练习】【实验练习】【实验练习】【实验练习

2、】电火花计时器纸带夹子重物【误差分析】【误差分析】【误差分析】【误差分析】第一页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:验证(ynzhng)机械能守恒定律。【实验【实验【实验【实验(shyn)(shyn)目的】目的】目的】目的】第二页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安

3、徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:如果忽略空气的阻力，这时物体的机械能守恒，即重力势能(zhnlshnn)的减少等于动能的增加。设物体的质量为m，下落距离为h时物体的瞬时速度为V，则势能减少mgh，动能增加，故有在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相互转化(zhunhu)，但总的机械能守恒。【实验【实验(shyn)原理原理】mgh第三页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城

4、中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:利用打点计时器打出的纸带，测出重物下落的高度h，利用时间t内的平均速度等于该段时间中点时刻(shk)的瞬时速度，算出对应时刻(shk)的瞬时速度V，即可验证机械能是否守恒。hV第四页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:铁架台（带铁夹）、电火花计时器或打点计时器、直尺、重锤、纸带、复写纸片、导线(dox

5、in)、电源。【实验【实验【实验【实验(shyn)(shyn)器材】器材】器材】器材】第五页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:【实验【实验【实验【实验(shyn)(shyn)内容】内容】内容】内容】1、步骤(bzhu)(1)如图所示，把打点计时器竖直地固定在置于桌边的铁架台上，将打点计时器与电源连接好。(2)将纸带穿过电火花记时器或打点计时器的限位孔，并把纸带的一端固定在重物上

6、，使重物停靠在打点计时器的地方，先用手提着纸带。(3)先接通电源，松开纸带，让重物带着纸带自由下落，计时器就在纸带上打下一列小点。电火花计时器纸带夹子重物第六页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:(4)重复几次，得到35条纸带。(5)在打好点的纸带中挑选“点迹清楚且第一、二两点间距离约为2mm”的一条纸带，记下第一个点的位置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个连续的点1、2、3

7、，并用刻度尺依次测出各点到位置O的距离，这些距离就是物体运动到点1、2、3、时下落的高度h1、h2、h3。(6)应用平均速度就是中间时刻的瞬时速度的方法，计算出各点对应的瞬时速度V1、V2、V3。(7)把得到的数据真入表格里，计算各点对应的势能减少量mgh，以及增加的动能(dngnng)mV2/2，并比较是否跟理论一致。计算时g取当地的数值。演示(ynsh)第七页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Em

8、ail:Email:2、记录(jl)及数据处理g9.8m/s2，T0.02s。AOEDCBh3(OD)h1(OB)h2(OC)Ep1mgh1Ep2mgh2Ep3mgh3第八页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:S1(AB)S2(BC)S3(CD)S4(DE)第九页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能

9、守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:3、结论(jiln)：第十页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:(1)安装计时器时竖直架稳，计时器的两限位孔必须在同一(tngy)竖直线上，以减少重物带动纸带下落过程受到的阻力。(2)实验时必须先接通电源，然后松开纸带让重物下落。(3)测量下落高

10、度时，必须从起始点算起。选取的各计数点要离起始点远些，可减少物体下落距离h的测量误差。纸带不宜过长，约40即可。因重物自由下落时的加速度较大，每两个计数点间的时间间隔不一定取连打5个点的时间为计时单位。【注意事项】【注意事项】【注意事项】【注意事项】第十一页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:(4)实实验验中中因因不不需需要要知知道道动动能能和和势势能能的的具具体体数数值值，故故

11、不不需测物体的质量需测物体的质量m。(5)实实际际上上重重物物和和纸纸带带下下落落过过中中要要克克服服阻阻力力做做功功，所所以以动能的增加量要小于势能的减少量。动能的增加量要小于势能的减少量。(6)纸纸带带的的上上端端最最好好不不要要悬悬空空提提着着，要要保保证证重重物物下下落落的的初初速速度度为为零零，并并且且纸纸带带上上打打出出的的第第一一个个点点是是清清晰晰的的小小点点(xio din)。(7)纸纸带带挑挑选选的的标标准准是是第第一一、二二两两点点间间的的距距离离接接近近2mm。第十二页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机

12、械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:(1)由于测量长度带来的误差属偶然误差，减小的办法一是测距离时都从起点O量起，二是多测几次取平均值。(2)实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力)做功，故动能(dngnng)的增加量EK必定稍小于势能的减少量EP，这是属于系统误差。【误差【误差(wch)分析】分析】第十三页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安

13、徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:【实验【实验【实验【实验(shyn)(shyn)练习】练习】练习】练习】1、在在“验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律”的的实实验验中中，下下面面叙叙述述正正确确的的是是 A应用天平称出重物的质量应用天平称出重物的质量。B应应当当选选用用点点迹迹清清晰晰(qngx)，第第一一、二二两两点点距距离离约约2mm的的纸带进行测量。纸带进行测量。C操作时应先放纸带，后接通电源操作时应先放纸带，后接通电源。D打点计时器应接在电压为打点计时器应接在电压为46V的直流电源上的直流电源上。答案(dn)：B第十

14、四页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:2、在在验验证证重重锤锤自自由由下下落落过过程程中中机机械械能能守守恒恒的的实实验验中中，下下列列说说法法正确的是正确的是 A实验时，应先接通打点计时器，等打点稳定后再释放纸带实验时，应先接通打点计时器，等打点稳定后再释放纸带B必须用天平称量所用重锤的质量必须用天平称量所用重锤的质量C为为了了方方便便，应应在在打打下下的的纸纸带带上上每每5

15、个个点点取取一一个个计计数数点点进进行行测测量量(cling)和计算和计算D本本实实验验的的系系统统误误差差，总总是是使使重重力力势势能能的的减减少少量量大大于于动动能能的的增增加量加量 答案(dn)：AD第十五页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:3、在在“验验证证(ynzhng)机机械械能能守守恒恒定定律律”的的实验中：实验中：需需直直接接测测量量的的物物理理量量是是_；间接

16、测量的物理量是间接测量的物理量是_。参考答案：重锤下落(xilu)的高度h重锤运动的速度V第十六页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:4、在在“验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律”的的实实验验中中，要要验验证证重重锤锤下下落落时时重重力力势势能能的的减减少少等等于于它它动动能能的的增增加加，以以下下步步骤骤仅仅是是实实验验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有中的一部分，在这

17、些步骤中多余的或错误的有()A用天平称出重锤的质量用天平称出重锤的质量B把把电电火火花花计计时时器器固固定定到到铁铁架架台台上上，并并用用导导线线把把它它和和低低压压交流电源连接起来交流电源连接起来C把把纸纸带带的的一一端端固固定定到到重重锤锤上上，另另一一端端穿穿过过电电火火花花计计时时器器的限位孔，把重锤提升到一定的高度的限位孔，把重锤提升到一定的高度(god)D接通电源，释放纸带接通电源，释放纸带E用秒表测出重锤下落的时间用秒表测出重锤下落的时间ABE第十七页，共18页。高中物理高中物理学生实验课件学生实验课件实实实实验验验验七七七七 验验验验证证证证机机机机械械械械能能能能守守守守恒恒

18、恒恒定定定定律律律律安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学安徽省舒城中学吕贤年吕贤年吕贤年吕贤年Email:Email:5、在在验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律的的实实验验(shyn)中中，打打点点计计时时器器所所接接交交流流电电频频率率为为50Hz，当当地地重重力力加加速速度度g9.80m/s2。实实验验(shyn)选选用用重重锤锤质质量量为为m(kg)，从从所所打打纸纸带带中中选选择择一一条条合合适适的的纸纸带带，此此纸纸带带第第1、2点点间间的的距距离离应应接接近近 。纸纸带带上上连连续续的的点点A、B、C、D至至第第1点点O的的距距离离如如图图所所示示，则则重重锤锤从从O运运动动到到C，重重力力势势能能减减少少_J，重重锤锤经经过过C时的速度为时的速度为 m/s，其动能增加，其动能增加 J。OABCDcm43.049.656.162.8参考答案：2mm5.50m3.30 5.45m第十八页，共18页。