实验：验证机械能守恒定律(教育精品).ppt

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1、7.97.97.97.9实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律进 入退 出启东市吕四中学 物理组杨俊森4/22/2023本实验借助的物理现象是：本实验借助的物理现象是：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下一页退 出请同学们完成以下填空：请同学们完成以下填空：物体做自由落体运动，只有物体做自由落体运动，只有_ 做功，物体的做功，物体的 _与与_ 相相互转化，但总的机械能不变。若互转化，但总的机械能不变。若物体的某一时刻的瞬时速度是物体的某一时刻的瞬时速度是v，下落高度是，下落高度是h,则有则有_即即 验验 证：证：hv下一页退 出上一页重力动能重力势能请阅读教

2、材请阅读教材“实验方法实验方法”部分并回答以下问题部分并回答以下问题1、本实验需要哪些器材？、本实验需要哪些器材？2、简述实验步骤、简述实验步骤3、本实验要不要测物体的质量？、本实验要不要测物体的质量？4、讨论课文中、讨论课文中“纸带上某两点纸带上某两点”，如何选，如何选取？取？5、重物的速度如何测量？、重物的速度如何测量？下一页退 出上一页本实验需要哪些器材？本实验需要哪些器材？电火花计时器电火花计时器 重物重物 纸带纸带 铁架台（带铁夹）铁架台（带铁夹）刻度尺刻度尺下一页退 出上一页简述实验步骤简述实验步骤 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

3、端与重物相连将纸带穿过计时器，下端与重物相连 先接通电源后释放纸带先接通电源后释放纸带 更换纸带，重复以上步骤更换纸带，重复以上步骤 选择纸带，处理数据选择纸带，处理数据下一页退 出上一页本实验要不要测物体的质量？本实验要不要测物体的质量？不需要测量物体的质量不需要测量物体的质量mgh mgh=mvmv2 2/2/2只证明只证明ghgh =v v2 2/2/2如果实验要求计算势能和动能的具体数据，如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须知道物体的质量那就必须知道物体的质量（即：用天平测物体的质量）（即：用天平测物体的质量）下一页退 出上一页讨论课文中讨论课文中“纸带上某两点的距离等于重纸

4、带上某两点的距离等于重物物”中的中的“某两点某两点”如何选取？如何选取？hv我们验证我们验证：需要从起始点开始算起，如右图：需要从起始点开始算起，如右图：可以想一想可以想一想可以想一想可以想一想2mm2mm是怎么来的？是怎么来的？是怎么来的？是怎么来的？下一页退 出上一页实际上我们完全可以回避起始点的实际上我们完全可以回避起始点的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,以点以点13为为0势能参考点，则有：势能参考点，则有：EK7mghEK13下一页退 出上一页重物的速度如何测量？重物的速度如何测量？重物的速度可以用大家熟悉的方重物的速

5、度可以用大家熟悉的方法从纸带测出，这样也就知道了它在法从纸带测出，这样也就知道了它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能。比较重物在某两点的动能与的动能。比较重物在某两点的动能与势能之和，就能验证机械能是否守恒。势能之和，就能验证机械能是否守恒。下一页退 出上一页利用匀变速直线运动的规律利用匀变速直线运动的规律可以用可以用 AC 的平均速度代表的平均速度代表 B 的瞬时速度。的瞬时速度。请同学们独立推导此表达式请同学们独立推导此表达式下一页退 出上一页利用匀变速直线运动的规律利用匀变速直线运动的规律如图如图A、B、C是纸带上相是纸带上相邻的三个点，纸带以加速邻

6、的三个点，纸带以加速度度a做匀加速运动，所以做匀加速运动，所以A、C两点的距离可以表示为：两点的距离可以表示为：A、C的平均速度：另一方面所以所以下一页退 出上一页结合结合v-t图象了解瞬图象了解瞬时速度和时间中点时速度和时间中点的平均速度相等的的平均速度相等的物理意义物理意义 做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度。等于相邻两点间的平均速度。下一页退 出上一页怎样减少阻力？怎样减少阻力？1、安装打点计时器时，、安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦一竖直线上，以减小摩擦阻力。阻力。2、应选

7、用质量和密度较、应选用质量和密度较大的重物，可使摩擦阻力，大的重物，可使摩擦阻力，空气阻力相对减小。空气阻力相对减小。下一页退 出上一页以哪两个点作为始末位置最为合适？以哪两个点作为始末位置最为合适？实验用的纸带一般小于实验用的纸带一般小于1m，从起始点开始大约能打出从起始点开始大约能打出20个个点左右。末位置的点可选择倒点左右。末位置的点可选择倒数第一个点或倒数第二个点，数第一个点或倒数第二个点，从这一个点向前数从这一个点向前数46个点当个点当初位置的点，可以减小这两个初位置的点，可以减小这两个点的瞬时速度以及两点之间距点的瞬时速度以及两点之间距离（高度离（高度h）测量的误差。）测量的误差。

8、下一页退 出上一页EP EK 的原因的原因因重物下落中要克服阻力做功，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于实验的动能增加量必定稍小于重力势能减少量重力势能减少量下一页退 出上一页动画实验模拟1、为进行、为进行“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验，有下的实验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有：其中不必要的器材有：_；缺少的器材是缺少的器材是_。秒表、低压直流电源、天平秒表、低压直流电源、天平下一页退 出上

9、一页低压交流电源、重锤、刻度尺低压交流电源、重锤、刻度尺通过原点的直线通过原点的直线 2、在验证机械能守恒定律时，如果以、在验证机械能守恒定律时，如果以v22为为纵轴，以纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线为横轴，根据实验数据绘出的图线应是应是 ，才能验证机械能守恒，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于定律，其斜率等于 的数值。的数值。下一页退 出上一页g一、实验方法一、实验方法 验证自由落体运动中机械能守恒验证自由落体运动中机械能守恒 二、要注意的问题二、要注意的问题 实验的误差来源实验的误差来源三、速度的测量三、速度的测量 做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度度，等于相邻两点间的平均速度 退 出上一页