第六单元验证机械能守恒定律优秀PPT.ppt

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1、第六单元验证机械能守恒定律第一页，本课件共有62页实验目的 验证物体做自由落体运动过程中机验证物体做自由落体运动过程中机械能守恒。械能守恒。第二页，本课件共有62页实验原理1 1、在只有重力做功的自由落体运动中，、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相互转化，但总的物体的重力势能和动能相互转化，但总的机械能守恒，若物体某时刻即时速度为机械能守恒，若物体某时刻即时速度为v v，下落高度为，下落高度为h h，恒有：，恒有：01234第三页，本课件共有62页实验原理2 2、借助打点记时器，通过纸带、借助打点记时器，通过纸带测出重物某时刻高度测出重物某时刻高度h h和该时刻和该时刻的即

2、时速度的即时速度v vt t，即可验证机械能，即可验证机械能守恒定律。守恒定律。01234第四页，本课件共有62页实验原理3 3、测定第、测定第n n点的即时速度的方法是：点的即时速度的方法是：测出第测出第n n点的相邻的前、后两段相等点的相邻的前、后两段相等时间时间T T内下落的距离由下列公式算出：内下落的距离由下列公式算出：01234S3S4d4d2第五页，本课件共有62页实验仪器 铁架台（带铁夹）、打点记时器、重锤铁架台（带铁夹）、打点记时器、重锤（带纸带夹子）、纸带几条、复写纸片、（带纸带夹子）、纸带几条、复写纸片、导线、导线、直尺直尺、学生电源、学生电源 第六页，本课件共有62页实验

3、步骤(1)(1)按图把打点记时器安装在铁架台上，按图把打点记时器安装在铁架台上，用导线把打点记时器与学生电源连好。用导线把打点记时器与学生电源连好。(2)(2)把纸带的一端在重锤上用架子固定好，另一把纸带的一端在重锤上用架子固定好，另一端端穿过记时器限位孔穿过记时器限位孔，用手，用手竖直竖直提起纸带使重锤提起纸带使重锤停停靠在打点记时器附近靠在打点记时器附近。第七页，本课件共有62页实验步骤(3)(3)先接通电源先接通电源，后松手让重锤带着纸，后松手让重锤带着纸带下落。带下落。(4)(4)重复几次，得重复几次，得3535条纸带。条纸带。(5)(5)在打好点的纸带中挑选在打好点的纸带中挑选点迹清

4、晰点迹清晰的一条纸带，的一条纸带，在起始点标上在起始点标上O O，以后各依次标上，以后各依次标上1 1、2 2、3.3.用刻用刻度尺测出对应高度度尺测出对应高度h h1 1、h h2 2、h h3 3 第一个间隔，一定要求是第一个间隔，一定要求是2mm左右吗左右吗第八页，本课件共有62页实验步骤(6)(6)应用公式应用公式 计算各点对应的速度计算各点对应的速度v v1 1、v v2 2、v v3 3.(7)(7)计算各点对应的势能减少量和动能计算各点对应的势能减少量和动能的增加量进行比较。的增加量进行比较。第九页，本课件共有62页注意事项（1 1）实验中打点记时器的安装，两纸带限位孔必）实验中

5、打点记时器的安装，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦力须在同一竖直线上，以减少摩擦力（2 2）实验时，必须先接通电源，让打点记时器工作）实验时，必须先接通电源，让打点记时器工作正常后才松开纸带让重锤下落正常后才松开纸带让重锤下落（3 3）打点记时器必须接）打点记时器必须接50Hz50Hz交流低压电源交流低压电源.（4 4）必须保留纸带上打出点迹的第一点）必须保留纸带上打出点迹的第一点,且第且第1 1、2 2点间距约为点间距约为2mm2mm的纸带误差小。的纸带误差小。（5 5）实验中，只要验证）实验中，只要验证ghgh是否等于是否等于v v2 2/2/2即可，即可，不用测重锤的质量。不用

6、测重锤的质量。误差分析：由于重锤克服阻力作功，所以误差分析：由于重锤克服阻力作功，所以动能增加量略小于重力势能减少量。动能增加量略小于重力势能减少量。第十页，本课件共有62页思维能力训练 为进行验证机械能守恒实验，有下为进行验证机械能守恒实验，有下列器材可选用：铁架台、打点记时器、复写列器材可选用：铁架台、打点记时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、电纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、电键、天平，其中不必的器材是键、天平，其中不必的器材是_;_;缺少的器材是缺少的器材是_。秒表、天平秒表、天平、低压直流电源、低压直流电源低压交流电源低压交流电源、刻度尺、重物、刻度尺、重物第十一页，本

7、课件共有62页思维能力训练 在在“验证机械能守恒验证机械能守恒”的实验中，已知打点记时器所的实验中，已知打点记时器所用的电源的频率用的电源的频率50Hz50Hz，查得当地重力加速度为，查得当地重力加速度为g=9.8m/sg=9.8m/s2 2,测得所用的重物的质量为测得所用的重物的质量为1.00kg1.00kg。实验中得到一条如图所。实验中得到一条如图所示点迹清晰的纸带，把第一个点记作示点迹清晰的纸带，把第一个点记作O O，另选连续的，另选连续的4 4个点个点A A、B B、C C、D D作为测量的点，经测量知道作为测量的点，经测量知道A A、B B、C C、D D各点到各点到O O点的距离分

8、别为点的距离分别为62.99cm62.99cm、70.18cm70.18cm、77.76cm77.76cm、85.73cm85.73cm，根据以上数据，可知重物由，根据以上数据，可知重物由O O点运动到点运动到C C点，重力势能的点，重力势能的减少量等于减少量等于_焦，动能的增加量等于焦，动能的增加量等于_焦焦(取取3 3位位有效数字有效数字)。7.627.57Vc=3.89m/s第十二页，本课件共有62页 思维能力训练 在验证机械能守恒的定律时，如果以在验证机械能守恒的定律时，如果以v v2 2/2/2为纵轴，根据实验数据绘出的为纵轴，根据实验数据绘出的v v2 2/2-h/2-h图线应是图

9、线应是_，才能验证机械，才能验证机械能守恒，能守恒，v v2 2/2-h/2-h图的斜率等于图的斜率等于_的数值。的数值。过原点过原点O的倾斜直线的倾斜直线重力加速度重力加速度g第十三页，本课件共有62页验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律第十四页，本课件共有62页验验 证证 机机 械械 能能 守守 恒恒 定定 律律实验原理实验原理实验步骤实验步骤注意事项注意事项07学年南京市期末质量调研学年南京市期末质量调研12(2)07届南京市综合检测届南京市综合检测(一一)11广东省重点中学广东省重点中学12月月考检测题月月考检测题1107届广东省惠阳市综合测试卷三届广东省惠阳市综合测试卷三11 江苏省

10、如东高级中学江苏省如东高级中学07年年2月期末试卷月期末试卷12(3)第十五页，本课件共有62页实验原理实验原理:实验目的实验目的:验证机械能守恒定律。验证机械能守恒定律。当当物物体体自自由由下下落落时时，只只有有重重力力做做功功，物物体体的的重重力力势势能能和和动动能能互互相相转转化化，机机械械能能守守恒恒。若若某某一一时时刻刻物物体体下下落落的的瞬瞬时速度为时速度为v，下落高度为，下落高度为h，则应有：，则应有：借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时和该时刻的瞬时速度刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，即可验证机械能是否守恒，实验装置如

11、图所示。实验装置如图所示。测定第测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第点的瞬时速度的方法是：测出第n点的点的相邻前、后两段相等时间相邻前、后两段相等时间T内下落的距离内下落的距离sn和和sn+1，由公式由公式 ，或由，或由 算出算出,如图所示。如图所示。Onsnsn+1dndn+1dn-1第十六页，本课件共有62页实验步骤实验步骤:实验器材实验器材:铁铁架架台台（带带铁铁夹夹），打打点点计计时时器器，学学生生电电源源，导导线线，带带铁夹的重缍，纸带，米尺。铁夹的重缍，纸带，米尺。1按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导按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学生电源连接好。

12、线把打点计时器与学生电源连接好。2把把纸纸带带的的一一端端在在重重锤锤上上用用夹夹子子固固定定好好，另另一一端端穿穿过过计计时时器器限限位位孔孔，竖竖直直提提起起纸纸带带使使重重锤锤停停靠靠在打点计时器附近，纸带上端用夹子夹住。在打点计时器附近，纸带上端用夹子夹住。3接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。4重复几次，得到重复几次，得到35条打好点的纸带。条打好点的纸带。第十七页，本课件共有62页5在在打打好好点点的的纸纸带带中中挑挑选选第第一一、二二两两点点间间的的距距离离接接近近2mm，且且点点迹迹清清晰晰的的一一条条纸纸带带，在在起起始始点点标标上上0，以

13、以后后各各依依次次标标上上1，2，3，用用刻刻度度尺尺测测出出对对应应下下落落高高度度h1、h2、h3。计算各点对应的即时速度计算各点对应的即时速度v1、v2、v3。6应用公式应用公式7计算各点对应的势能减少量计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量和动能的增加量1/2mvn2，进行比较。，进行比较。第十八页，本课件共有62页注意事项注意事项:1打打点点计计时时器器安安装装时时，必必须须使使两两纸纸带带限限位位孔孔在在同同一一竖竖直直线上，以减小摩擦阻力。线上，以减小摩擦阻力。2选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。的纸带。3因不需要知道动

14、能和势能的具体数值，所以不需要测因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重锤的质量。量重锤的质量。第十九页，本课件共有62页07学年南京市期末质量调研学年南京市期末质量调研12(2)12.（2）在用）在用“用打点计时器验证机械能守恒定律用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验中，质量的实验中，质量m=1.00kg的重物拖着纸带竖直下落，的重物拖着纸带竖直下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点，如图，相邻计打点计时器在纸带上打下一系列的点，如图，相邻计数点时间间隔为数点时间间隔为0.04s，P为纸带运动的起点，从打为纸带运动的起点，从打P到到打下打下B过程中物体重力势能的过程中物体重力势能

15、的EP=J，在此，在此过程中物体动能的增加量过程中物体动能的增加量EK=J（已知当地（已知当地的重力加速度的重力加速度g=9.8 m/s2，答案保留三位有效数字）。，答案保留三位有效数字）。用用v表示各计数点的速度，表示各计数点的速度，h表示各计数点到表示各计数点到P点的距点的距离，以离，以v2/2为纵轴，以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的为横轴，根据实验数据绘出的v2/2-h图线，若斜率等于某个物理量的数值时，说明重物图线，若斜率等于某个物理量的数值时，说明重物下落过程中机械能守恒，该物理量是下落过程中机械能守恒，该物理量是 。PABC15.523.25单位单位cm32.502.282

16、.26当地重力加速度当地重力加速度第二十页，本课件共有62页11、在、在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中，让重锤自由落的实验中，让重锤自由落下，根据打出的纸带也可以测量重锤下落的加速度下，根据打出的纸带也可以测量重锤下落的加速度a的数值，的数值，如图所示是在打出的纸带上选取的连续五个点如图所示是在打出的纸带上选取的连续五个点A、B、C、D、E，测出，测出A点距起点点距起点O的距离为的距离为s0，A、C两点间的距离为两点间的距离为s1，C、E两点间的距离为两点间的距离为s2，使用的交流电的频率为，使用的交流电的频率为f，则根据这些，则根据这些数值计算重锤下落的加速度数值计算重锤下

17、落的加速度a的表达式为的表达式为a=.在此实验在此实验中发现中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,其其主要原因是重锤在下落过程中受到阻力的作用主要原因是重锤在下落过程中受到阻力的作用,如果要测如果要测定该阻力的大小定该阻力的大小,在知道重力加速度的准确值为在知道重力加速度的准确值为g时时,还需要还需要测量的物理量是测量的物理量是_（写出名称和符号（写出名称和符号)。试用这些物理。试用这些物理量和上面纸带中的测量数据表示重锤在下落过程中受到的阻力大量和上面纸带中的测量数据表示重锤在下落过程中受到的阻力大小为小为F=.07届南京市综合检测届南京市

18、综合检测(一一)11重锤质量重锤质量mABCDEs1s2s0O第二十一页，本课件共有62页广东省重点中学广东省重点中学12月月考检测题月月考检测题11ABCD0.98cm1.42cm1.78cm字母表示字母表示),记录记录C点点时时重重锤锤的的动动能能EKC=0.32m J;重重锤锤从从B点到点到C点重力点重力势势能能变变化量是化量是 J,动动能能变变化量是化量是 J.从而可以得出从而可以得出结论结论：.11.(16分分)(1)在做在做“验证验证机械能守恒定律机械能守恒定律”的的实验时实验时，实验实验小小组组A不慎将一条不慎将一条选择选择好的好的纸带纸带的前面一部分的前面一部分损损坏了坏了,剩

19、剩下的一部分下的一部分纸带纸带上各点上各点间间的距离如的距离如图图所示的数所示的数值值，已知，已知打点打点计时计时器的周期器的周期为为T=0.02s,重力加速度重力加速度g=9.8 m/s2;重重锤锤的的质质量量为为m,已知已知S1=0.98cm,S2=1.42cm,S3=1.78cm,则则记录记录B点点时时重重锤锤的的动动能能EKB=J(写写计计算式用算式用0.142m0.14m 在实验误差范围内在实验误差范围内,只有只有重力做功时重力做功时,物体的机械能守恒物体的机械能守恒.第二十二页，本课件共有62页（2）在）在验证验证机械能守恒定律的机械能守恒定律的实验实验中中自由落下的重自由落下的重

20、锤质锤质量要大一些，量要大一些，这这是是为为了减少了减少 对实验对实验的影响的影响.实验实验中中 测测定重定重锤锤的的质质量量(填填“要要”或或“不要不要”).实验实验小小组组C在在验证验证机械能守恒定律的机械能守恒定律的实验实验中中发现发现,重重锤锤减减小的重力小的重力势势能能总总是大于重是大于重锤动锤动能的增加能的增加,其原因主要是因其原因主要是因为为在重在重锤锤下落的下落的过过程中存在阻力作用程中存在阻力作用,因此想到可以通因此想到可以通过过该实验该实验装置装置测测阻力的大小阻力的大小.根据已知当地重力加速度公根据已知当地重力加速度公认认的的较较准确的准确的值为值为g,电电源的源的频频率

21、率为为f,又又测测量出物理量量出物理量 ,.他（她）他（她）们们用用这这些物理量求些物理量求出了重出了重锤锤在下落的在下落的过过程中受到的平均阻力大小程中受到的平均阻力大小F （用字母表示）（用字母表示）.空气阻力和打点计时器器对纸带的阻力空气阻力和打点计时器器对纸带的阻力不要不要相邻的两点间的位移相邻的两点间的位移S1、S2、S3、S4重锤的质量重锤的质量m 第二十三页，本课件共有62页07届广东省惠阳市综合测试卷三届广东省惠阳市综合测试卷三11 11.电电磁磁打打点点计计时时器器是是一一种种计计时时装装置置，请请根根据据电电磁磁打打点点计计时时器器的相关实验回答下列问题：的相关实验回答下列

22、问题：（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，质质量量m1kg的的重重锤锤自自由由下下落落，在在纸纸带带上上打打出出一一系系列列的的点点，如如图图所所示示，相相邻邻计计数数点点的的时时间间间间隔隔为为0.02s，长长度度单单位位：cm，当当地地的的重重力力加加速速度度g9.80 m/s2那那么么：纸纸带带的的 端端与与重重物物相相连连（填填“左左”或或“右右”）从从起起点点O到到打打下下计计数数点点B的的过过程程中中，重重力力势势能能的的减减小小量量为为EP J，物物体体动动能能的的增增加加量量EK J（均均取取两两位位有有效效数数字字）通通过过计计算算，数数值值EP与

23、与EK并并不不相相等等，这这是是因因为为 OB3.074.806.91左左解：解：mgh=9.8 4.8 10-2=0.47J0.47vB=(6.91-3.07)10-2/0.04=0.96m/s1/2mvB2=0.46J0.46下落过程中要克服阻力做功下落过程中要克服阻力做功第二十四页，本课件共有62页（2）某某同同学学在在测测定定匀匀变变速速直直线线运运动动的的加加速速度度时时，得得到到了了几几条条较较为为理理想想的的纸纸带带他他已已在在每每条条纸纸带带上上按按每每5个个点点取取好好计计数数点点，即即相相邻邻两两计计数数点点之之间间的的时时间间间间隔隔为为0.1s，依依打打点点先先后后编编

24、为为0、1、2、3、4、5由由于于不不小小心心，几几条条纸纸带带都都被被撕撕断断了了，如如图图所所示示，请请根根据据给给出出的的A、B、C、D四段纸带回答：四段纸带回答：B、C、D三三 段段 中中 选选 出出 从从 纸纸 带带A上上 撕撕 下下 的的 那那 段段 应应 该该 是是 打打A纸带时纸带时,物体的加物体的加速度大小是速度大小是 m/s2（取三位有效数字）（取三位有效数字）48.1mm54B54.0mm54C60.2mm54D30.0mm36.0mm012AC0.600第二十五页，本课件共有62页江苏省如东高级中学江苏省如东高级中学07年年2月期末试卷月期末试卷12(3)12如图甲用包

25、有白纸的质量为如图甲用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀速运动。重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀速运动。当接通电源待电机稳定转动后，烧断悬挂圆柱棒的细线，当接通电源待电机稳定转动后，烧断悬挂圆柱棒的细线，圆柱棒自由下落，毛笔可在圆柱棒的纸上画出记号。图乙圆柱棒自由下落，毛笔可在圆柱棒的纸上画出记号。图乙是按正确操作顺序画出的一条纸带，是按正确操作顺序画出的一条纸带，O是画出的第一个痕迹，是画出的第一个痕迹，A、B、C、D、E、F、G是依次画出的痕迹，设毛笔接触是依次画出的痕迹，设毛笔接触棒时不影响棒的运动。测得痕

26、迹之间沿棒方向的距离依次棒时不影响棒的运动。测得痕迹之间沿棒方向的距离依次为为OA=26.0mm、AB=50.0mm、BC=74.0mm、CD=98.0mm、DE=122.0mm、EF=146.0mm，已知电动机铭牌上标有已知电动机铭牌上标有“1200 r/min”字样，由此验证字样，由此验证机械能守恒定律机械能守恒定律.根据以上内容，可得：根据以上内容，可得：第二十六页，本课件共有62页根据乙图所给的数据，可知毛笔画下痕迹根据乙图所给的数据，可知毛笔画下痕迹B、E两时刻两时刻间棒的动能变化量为间棒的动能变化量为 J，重力势能的，重力势能的变化量为变化量为 J，由此可得出的结论是，由此可得出的

27、结论是 。（g取取9.80m/s2，结果保留三位有效数字），结果保留三位有效数字）实验中某同学利用获得的实验数据同时测定了当实验中某同学利用获得的实验数据同时测定了当地的重力加速度地的重力加速度g的值。假设的值。假设OF间的距离为间的距离为h，EG间间的距离的距离s。电动机转动频率用。电动机转动频率用f表示。有下面三种方法表示。有下面三种方法求重力加速度的值，分别是：求重力加速度的值，分别是：DEFGC BAO乙乙电动机电动机毛笔毛笔甲甲2.822.88在误差范围内，圆柱棒的机械能守恒在误差范围内，圆柱棒的机械能守恒第二十七页，本课件共有62页C根据根据 ，而，而 ，而而 （其中（其中 ）,求

28、得：求得：（其中）（其中），求得：求得：B根据根据 ，其中，其中A根据，根据，其中，其中，求得：求得：你认为用哪种方法比较妥当你认为用哪种方法比较妥当?其它方法可能存在的其它方法可能存在的问题是什么问题是什么?答：答：。方法方法C比较妥当比较妥当方法方法A、B都用到了都用到了t=6/f,但但OA间的时间间隔一般不等于间的时间间隔一般不等于1/f （要小于它），因此（要小于它），因此t 6/f从而从而A、B两种方法存在问题。两种方法存在问题。题目题目第二十八页，本课件共有62页实验六 验证机械能守恒定律第二十九页，本课件共有62页【实验目的】【实验目的】【实验目的】【实验目的】【实验原理】【实验

29、原理】【实验原理】【实验原理】【实验器材】【实验器材】【实验器材】【实验器材】【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】【误差分析】【误差分析】【误差分析】【误差分析】第三十页，本课件共有62页验证机械能守恒定律。【实验目的】【实验目的】【实验目的】【实验目的】第三十一页，本课件共有62页如果忽略空气的阻力，这时物体的机械能守恒，即重力势能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

30、能可以相互转化，但总的机械能守恒。【实验原理】【实验原理】mgh第三十二页，本课件共有62页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的瞬时速度，算出对应时刻的瞬时速度V，即可验证机械能是否守恒。hV第三十三页，本课件共有62页铁架台（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、电源。【实验器材】【实验器材】第三十四页，本课件共有62页【实验内容】【实验内容】1、步骤(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

31、重物上，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三十五页，本课件共有62页(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，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，

32、计算各点对应的势能减少量mgh，以及增加的动能mV2/2，并比较是否跟理论一致。计算时g取当地的数值。第三十六页，本课件共有62页2、记录及数据处理g9.8m/s2，T0.02s。AOEDCBh3(OD)h1(OB)h2(OC)Ep1mgh1Ep2mgh2Ep3mgh3第三十七页，本课件共有62页S1(AB)S2(BC)S3(CD)S4(DE)第三十八页，本课件共有62页3、结论：第三十九页，本课件共有62页(1)安安装装计计时时器器时时竖竖直直架架稳稳，计计时时器器的的两两限限位位孔孔必必须须在在同同一竖直线上，以减少重物带动纸带下落过程受到的阻力。一竖直线上，以减少重物带动纸带下落过程受到

33、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。实验时必须先接通电源，然后松开纸带让重物下落。(3)测测量量下下落落高高度度时时，必必须须从从起起始始点点算算起起。选选取取的的各各计计数数点点要要离离起起始始点点远远些些，可可减减少少物物体体下下落落距距离离h的的测测量量误误差差。纸纸带带不不宜宜过过长长，约约40即即可可。因因重重物物自自由由下下落落时时的的加加速速度度较较大大，每每两两个个计计数数点点间间的的时时间间间间隔隔不不一一定定取取连连打打5个个点点的时间为计时单位。的时间为计时单位。【注意事项】【注意事项】【注意事项】【注意事项】第四十页，本课件共有62页(4)实实验

34、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，故故不需测物体的质量不需测物体的质量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，所以动能的增加量要小于势能的减少量。所以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晰的小点。清晰的小点。(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。第四十一页，本课件共有62页(1)由由于于测测量量

35、长长度度带带来来的的误误差差属属偶偶然然误误差差，减减小小的的办办法法一一是是测测距距离离时时都都从从起起点点O量量起起，二二是是多多测测几几次取平均值。次取平均值。(2)实实际际上上重重物物和和纸纸带带下下落落过过程程中中要要克克服服阻阻力力(主主要要是是打打点点计计时时器器的的阻阻力力)做做功功，故故动动能能的的增增加加量量EK必必定稍小于势能的减少量定稍小于势能的减少量EP，这是属于系统误差。，这是属于系统误差。【误差分析】【误差分析】第四十二页，本课件共有62页【实验练习】【实验练习】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是的是 A

36、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，第第一一、二二两两点点距距离离约约2mm的的纸纸带带进进行测量。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：B第四十三页，本课件共有62页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，下下列列说说法正确的是法正确的是 A实实验验时时，应应先先接接通通打打点点计计时时器器，等等打打点点稳稳定定后后再再释释放纸带放纸带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

37、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个个点点取取一一个个计计数数点点进进行行测量和计算测量和计算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增加量的增加量 答案：AD第四十四页，本课件共有62页3、在、在“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：需需直直接接测测量量的的物物理理量量是是_；间接测量的物理量是间接测量的物理量是_。参考答案：重锤下落的高度h重锤运动的速度V第四十五页，本课件共有62页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

38、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中的的一一部部分分，在在这这些些步步骤骤中中多多余余的的或或错错误误的的有有()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交流流电源连接起来电源连接起来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的限限位孔，把重锤提升到一定的高度位孔，把重锤提升到一定的高度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

39、第四十六页，本课件共有62页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时时的的速速度度为为 m/s，其动能增加，其动能增加 J。OA

40、BCDcm43.049.656.162.8参考答案：2mm5.50m3.30 5.45m第四十七页，本课件共有62页9 9 9 9实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律第四十八页，本课件共有62页1、什么叫机械能守恒？、什么叫机械能守恒？2、机械能守恒的条件是什么？、机械能守恒的条件是什么？3、自由落体运动的物体，机械能守恒吗？、自由落体运动的物体，机械能守恒吗？质量为m的物体从O点自由下落，以地面为零参考面，经过A、B两点的速度分别为VA和VB，A、B两点距地面的高度分别为hA、hB。4、如何推导机械能守恒的表达式？、如何推导机械能守恒的表达式？第四十九页，本课件共有62页本实验借

41、助本实验借助验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律自自由由落落体体运运动动第五十页，本课件共有62页2A2B2121mvmvmgh-=要证明上式是否成立，需要测量哪要证明上式是否成立，需要测量哪些物理量？些物理量？如何测量这些物理量？如何测量这些物理量？第五十一页，本课件共有62页测量这些物理量，需要哪些器材？测量这些物理量，需要哪些器材？重物、打点计时器、重物、打点计时器、纸带、交流电源、铁纸带、交流电源、铁架台、夹子、天平、架台、夹子、天平、毫米刻度尺毫米刻度尺第五十二页，本课件共有62页1、选择重物时，选轻一点的好还是重一点、选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？的好？为什么？我

42、们要求重物作自由落体运动，而阻我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重物。实验的影响，应采用密度较大的重物。第五十三页，本课件共有62页2、安装打点计时器时，应注意什么问题？、安装打点计时器时，应注意什么问题？计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，计时器要稳定在铁架台上，并将计时器向，计时器要稳定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。伸出桌外。3、这样做的目的是什么、这样做的目的是什么?减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差；减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差；保证重物有足

43、够的下落空间，以便在纸带上保证重物有足够的下落空间，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算能够打出较多的点，有利于进行计算 第五十四页，本课件共有62页4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？先通电源，再释放纸带先通电源，再释放纸带5、释放纸带时应注意什么问题？、释放纸带时应注意什么问题？释放重物前，重物应靠近打点计时器，释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端，以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端，确保重物由静止释放。确保重物由静止释放。第五十五页，本课件共有62页按如下实验步骤进行实验按如下实验步骤进行实验用天平测量重

44、物的质量用天平测量重物的质量按照课本所示装置安装打点计时器按照课本所示装置安装打点计时器将纸带穿过计时器，下端与重物相连将纸带穿过计时器，下端与重物相连 接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带及时切断电源，取下纸带，标上纸带号及时切断电源，取下纸带，标上纸带号更换纸带，重复以上步骤更换纸带，重复以上步骤整理器材，使器材复位整理器材，使器材复位第五十六页，本课件共有62页讨论：如何选取纸带上的讨论：如何选取纸带上的两点两点作为我们研究过作为我们研究过程的起点和终点？程的起点和终点？终点可选择倒数第一个点或倒数第二个点，终点可选择倒数第一个点或倒数第二个点，从这一

45、个点向前数从这一个点向前数46个点当起点，可以减小这个点当起点，可以减小这两个点的瞬时速度以及两点之间距离（高度两个点的瞬时速度以及两点之间距离（高度h）测量的误差。测量的误差。第五十七页，本课件共有62页7113我们可以选取我们可以选取7、13两点，比较它们的机械能两点，比较它们的机械能E7和和E13,以以点点13为为0势能参考点，则有：势能参考点，则有：EK7mghEK13第五十八页，本课件共有62页验证验证：计时器打下的第一个点作为起始计时器打下的第一个点作为起始点，适当大距离后选一个点作终点点，适当大距离后选一个点作终点Vh注意：必须保证纸带上的第一个点迹清晰，注意：必须保证纸带上的第

46、一个点迹清晰，且是放手时打下的第一个点。且是放手时打下的第一个点。第五十九页，本课件共有62页 M kgh m VAm/s VBm/s势能减少量mgh(J)动能增加量EK(J)1234通过本实验，我们可以得到的结论是：通过本实验，我们可以得到的结论是：第六十页，本课件共有62页 因重物下落中要克服阻力做因重物下落中要克服阻力做功，实验的动能增加量必定稍小功，实验的动能增加量必定稍小于重力势能减少量于重力势能减少量第六十一页，本课件共有62页计算物体的速度，可有三种方法计算物体的速度，可有三种方法第第1种方法种方法是根据机械能守恒定律是根据机械能守恒定律得到的，而我们的目的就是验证得到的，而我们的目的就是验证机械能守恒定律，所以不能用机械能守恒定律，所以不能用第第2种方法种方法认为加速度为认为加速度为g，由于，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实各种摩擦阻力不可避免，所以实际加速度必将小于际加速度必将小于g，这样将得，这样将得到机械能增加的结论，有阻力作到机械能增加的结论，有阻力作用机械能应该是减少的，故这种用机械能应该是减少的，故这种方法也不能用方法也不能用第六十二页，本课件共有62页