单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1,9,实验：验证机械能守恒定律,19实验：验证机械能守恒定律,2,1,、利用自由落体运动验证机械能守恒定律,.,2,、知道实验的原理、方法、过程,.,3,、对实验结果的讨论及误差分析,.,学习目标,21、利用自由落体运动验证机械能守恒定律.2、知道实验的原理,3,1,、什么叫机械能守恒？,2,、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？,4,、机械能守恒定律的表达式是怎样的？,31、什么叫机械能守恒？2、机械能守恒的条件是什么？3、自由,4,本实验借助,自由落体运动,验证机械能守恒定律,2,A,2,B,2,1,2,1,mv,mv,mg,h,-,=,要验证上式是否成立，需要测量,哪些物理量？,如何测量这些物理量？,2,1,2,mv,mgh,=,0,1,2,3,4,由静止释放，则,4本实验借助自由落体运动验证机械能守恒定律2A2B2121m,5,测量这些物理量，需要哪些器材？,重物、打点计时器、纸,带、交流电源、导线、,铁架台（附铁夹）、夹,子、天平、毫米刻度尺,5测量这些物理量，需要哪些器材？重物、打点计时器、纸带、交流,6,思考：选择重物时，选轻一点的好还是重,一点的好？为什么？,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,力对实验的影响，应采用密度较大的重,物。,用天平测量重物的质量,6思考：选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？我们,7,思考：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向,计,时器要稳定在铁架台上,并将计时器伸出桌外。,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；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,按照课本所示装置安装打点计时器,7思考：安装打点计时器时，应注意什么问题？计时器平面与纸带限,8,思考：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,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，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。,接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带,8思考：实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？先通电源，再释,9,按如下实验步骤进行实验,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,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,更换纸带，重复以上步骤,整理器材,9按如下实验步骤进行实验用天平测量重物的质量按照课本所示,10,本实验要不要必需测物体的质量？,不是必需要测量物体的质量！,mgh,=,mv,2,/2,只证明,gh,=,v,2,/2,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（即：课本中所说,的用天平测物体的质量）,10本实验要不要必需测物体的质量？不是必需要测量物体的质量！,11,讨论课文中“纸带上,某两点,的距离等于重,物,”,中的“,某两点,”如何选取？,2,1,mgh,2,mv,=,h,v,我们验证,：,需要从起始点开始算起，如右图：,许多材料上指出：选取第,1,、,2,两点间距,2mm,的纸带，即在打第,1,个点的瞬间，纸带开始下落，实际上在操作中这是很难控制的，,所以只要保证操作正确即可，误差也不会太大。,可以想一想,2mm,是怎么来的？,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。,h=gt,2,/2=10,0.02,2,/2=0.002m=2mm,11讨论课文中“纸带上某两点的距离等于重物”中的“某两点,12,如何测定第,n,点的瞬时速度？,1,2,n,n,n,S,S,v,T,?,?,=,1,1,2,n,n,n,d,d,v,T,?,-,-,=,或,0,1,2,3,4,S,3,S,4,d,4,d,2,方法：平均速度法,12如何测定第n点的瞬时速度？12nnnSSvT?=112,13,计算物体的速度，可有三种方法,1,2,n,n,v,g,h,=,、,2,n,n,v,g,t,=,、,1,1,3,2,n,n,n,h,h,v,T,?,-,-,=,、,第,1,、,2,种方法是根据机械能守,恒定律得到的，而我们的目的,就是验证机械能守恒定律，所,以不能用,13计算物体的速度，可有三种方法12nnvgh=、2nnvg,14,通过本实验，我们可以得到的结论是：,（将实验数据填入下表，分析实验数据）,14通过本实验，我们可以得到的结论是：（将实验数据填入下表，,15,结论：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，即机械能守恒。,实验中，重锤的,重力势能减小,略大于,其,动能增加,，其原因是下落中,克服阻力做功,，,机械能略有减少。,15结论：在实验误差允许范围内，重锤重力势能减少量等于动能的,16,0,h,v,2,1,2,图,象,法,处,理,数,据,g,h,=,v,2,1,2,该图象,的斜率,表示什,么？,为什么,图象通,过原点？,可不可以用图象处理数据,?,160hv212图象法处理数据gh=v212该图象的斜率表示,17,可以回避起始点吗（,即处理纸带时可以不用到起,始点吗,）,?,我们可以选取,A,、,B,两点，比较它们的机械,能,E,A,和,E,B,。则有：,mg,h,E,KB,E,KA,h,A,B,?,思,考,17可以回避起始点吗（即处理纸带时可以不用到起始点吗）?我们,18,1,、,(,单选,),在验证机械能守恒定律的实验,中，需要测量的是重物的,(,),A,质量,B,下落高度,C,下落时间,D,瞬时速度,B,181、(单选)在验证机械能守恒定律的实验中，需要测量的是重,19,2,、为进行,“,验证机械能守恒定律,”,的实验，有下列,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。其,中不必要的器材有：,；缺少的器材是,。,不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。,缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺,192、为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选,20,3,、下列关于,“,验证机械能守恒定律,”,实验的实,验误差的说法，正确的是,A,重物质量的称量不准会造成较大误差,B,重物质量选用得大些，有利于减小误差,C,重物质量选用得较小些，有利于减小误差,D,打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计,时器误差要小,(B ),解析,为减小实验误差，重物应选质量大些的，且,重物质量不需称量，,A,、,C,错，,B,正确,，电磁打点,计时嚣的振针与纸带间有摩擦，电火花计时器对,纸带的阻力较小，故选用电磁打点计时器误差大,些，,D,错误,203、下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法，,21,4,、有一条纸带，各点距,A,点的距离分别为,d,1,、,d,2,、,d,3,，,如图所示，各相邻点的时间间隔,为,T,，要用它来验证,B,点,到,G,点过程机械能是,否守恒，可得,BG,间的距离,h,_,，,B,点,的速度表达式,v,B,_,，,G,点的速度表达,式,v,G,_,，如果有,_,_,，则机械能守恒。,214、有一条纸带，各点距A点的距离分别为d1、d2、d3,22,解析：,由于不知道起始点，所以不能用,1,2,v,2,n,gh,n,来验证，可用,1,2,m,v,2,m,1,2,m,v,2,n,mg,(,h,m,h,n,),来验证测速,度的方法是利用中间时刻的速度等于某段时间内的平,均速度,22解析：由于不知道起始点，所以不能用12v2nghn来验,5,、,某学生在验证机械能守恒定律的实验中有如下操作步,骤，试按合理的顺序步骤序号填在下面的线上：,_,A,断开电源，取下纸带，选出前两个点间距离接近,2mm,的纸带；,B,把纸带固定在重锤上；,C,将纸带穿过打点计时器，并把纸带上提使重锤停在靠,近打点计时器的地方；,D,把打点计时器固定在放于桌边的铁架台上，并与低压交,流电源相连接；,E,接通电源，同时释放纸带；,F,求出重锤重力势能的减少量,EP,和动能的增加量,EK,，,比较,EP,和,EK,得出实验结论；,G,用刻度尺量出所选取的计数点到打下的第一个点,0,之间,的距离,DBCEAG,F,5、某学生在验证机械能守恒定律的实验中有如下操作步骤，试按合,24,6,、,如图,5,5,6,是,“,验证机械能守恒定律,”,实验中打下的某一纸带示意图，其中,O,为起,始点，,A,、,B,、,C,为某三个连续点已知打点时,间间隔,t,0.02s,，用最小刻度为,1mm,的刻度尺,量得,OA,15.55cm,，,OB,19.2cm,，,OC,23.23cm.,246、如图556是“验证机械能守恒定律”实验中打下的某,25,(1),假定上述数据并没有看错，则它们中不符,合数据记录要求的是,段，正确的记录应是,19.20,cm.,(2),根据上述数据，当纸带打,B,点时，重锤,(,设其,质量为,m,kg),重力势能比开始下落位置的重力势能减,少了,J,，动能增加了,J,，这表明数,值上,E,p,E,k,(,填,“,大于,”“,小于,”,或,“,等于,”),，这,是因为,实验中有阻力，克服阻力做功要损失机械,能,.,实验的结论是：,在误差允许的范围内，重,锤下落过程中，机械能是守恒的。,OB,19.20,1.88,m,1.84,m,大于,实验中有阻力，克服阻力做功,要损失机械能,25(1)假定上述数据并没有看错，则它们中不符合数据记录要求,26,7,、验证,“,机械能守恒定律,”,的实验采用重物自由下,落的方法：,(1),用公式,时对纸带上起点的要求是,；为此目的，所选择的纸带第一、二两点间距应,接近,.,2,1,2,mv,mgh,=,(2),若实验中所用重锤质量,m=1kg,，打点纸带如下,图所示，打点时间间隔为,0.02s,，则记录,B,点时，重,锤的速度,v,B,=,，重锤动能,E,k,B,=,.,从,开始下落起至,B,点，重锤的重力势能减少量,是,，因此可得出的结论是,.,初速度等于零,2,mm,0.590,m,/,s,0.174J,0.176J,267、验证“机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法：,27,(3),根据纸带算出相关各点的速度,v,，量出下落距离,h,，,则以,v,2,/2,为纵轴，以,h,为横轴画出的图线应是如下图,中的,.,图线的斜率表示,.,C,重力加速度,g,27(3)根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以,28,8,、某次,“,验证机械能守恒定律,”,的实验中，用,6V,、,50Hz,的打点,计时器打出的一条无漏点的纸带，如图,4,所示，,O,点为重锤下落的,起点，选取的计数点为,A,、,B,、,C,、,D,，各计数点到,O,点的长度已在,图上标出，单位为毫米，重力加速度取,9.8m/s2,，若重锤质量为,1kg,。,打点计时器打出,B,点时，重锤下落的速度,v,B,=,m/s,，重,锤的动能,E,kB,=,J,。,从开始下落算起，打点计时器打,B,点时，重锤的重力势能减,小量为,J,。,根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开,始到打出,B,点的过程中，得到的结论是,。,1.175,0.69,0.69,机械能守恒,288、某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz,