实验：验证机械能守恒定律(刘玉兵).ppt

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1、实验：验证机械能守恒定律机械能守恒定律在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。内容：表达式：适用条件：只有重力做功或弹力做功知识回顾在自由落体运动中，若物体下落高度h时的速度为v,则hvmgh=mv212实验原理由此可知,只要测出下落高度h和相应的瞬时速度v,再利用当地的重力加速度g的值,即可对和进行比较,若相等,则机械能守恒得以验证。mghmv212打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。夹子打点计时器纸带重物？铁架台实验器材3、更换纸带，重复几次。1、将打点计时器固定在铁架台上，

2、把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔。2、用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近。然后先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。实验步骤4、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，在起始点标上O，在选5个连续的点一次标上1、2、3……，用刻度尺依次测出下落高度h1、h2、h3……。5、计算出个点对应的瞬时速度v1、v2、v3……。6、计算各点对应的势能减少量mgh，以及增加的动能mv2/2，并进行比较。1、本实验要不要测量物体的质量？mgh=mv212gh=v212无需测量物体的质量操作技巧纸带上的第一

3、个点为计时起点0（起始点的速度应该为零，即打点计时器在纸带上打下第一个点时纸带刚开始下落）。gh=v21212x=gt2=×9.8×0.022m≈2×10-3m=2mm12h起始点对于实际获得的纸带，如何判定纸带上的第一个点就是纸带刚开始下落时打下的呢？纸带上的头两个点间的距离应接近2mm操作技巧2、如何确定计时起点和选取纸带？操作技巧3、若不知起点，如何验证机械能守恒？我们可以选取A、B两点，比较它们的机械能EA和EB。若以点B为0势能点，则有：EKA＋mgΔh＝EKBΔhAB操作技巧4、如何测量物体的瞬时速度？做匀变速运动的物体一段时间内的平均速度等于这

4、段时间中间时刻的瞬时速度。操作技巧5、速度能不能用v=2gh或v=gt计算？这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。这种方法认为加速度为g，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际加速度必将小于g，这样得到的速度将大于实际速度，故这种方法也不能用。6、实际上重物和纸带下落过中要克服阻力做功，所以动能的增加量要势能的减少量。1、打点计时器的两限位孔必须在，以减少摩檫阻力。2、实验时必须先，然后松开纸带让重锤下落。4、测量下落高度时，必须从算起。选取的各计数点要离起始点远些。5、实验中因不需要知道动能和势能的具体数值，故不需

5、测。3、多做几次实验，选点迹清晰，且第一、二两点间距离的纸带进行测量。同一竖直线上接通电源接近2mm起始点物体的质量m小于注意事项测量点n123456高度hn/m速度vn/m/s势能EP/J动能EK/J数据处理1、计算法计算出每一点的机械能，看它们是否相等。数据处理2、图象法0hv212gh=v212该图象的斜率表示什么？为什么图象通过原点？用气垫导轨演示机械能守恒定律（3）如果所打的纸带，前几个点不清晰，其它点清晰，试说明用这样的纸带怎样验证机械能守恒定律。例1、在验证机械能守恒定律的实验中：（1）除打点计时器、电源、重锤、纸带以外，在下面的测量仪器中，必

6、需使用的是_______。A、天平B、弹簧秤C、刻度尺D、秒表在纸带上选取A、B两点，测出计算出重力势能的减小量，求出计算动能的增加量，在误差范围内验证：C（2）如果以为纵轴，以h为横轴，由实验数据描出的图线是一条通过原点的直线，那么该直线的斜率等于。h实验当地的重力加速度例2、①为进行《验证机械能守恒定律》的实验，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器、复写纸、纸带,低压交流电源,天平，秒表，导线，电键．其中不必要的器材是和；缺少的器材是重锤和_________.为减小实验误差，所选纸带一个点与第二点间的距离等于或接近于____mm者为最好．②“在验证机械

7、能守恒定律”的实验中，有如下步骤：A.固定好打点计时器，正确地放置重锤和纸带，准备打点；B.接通电源，使重锤自由下落，打出纸带，重复做几次；C.正确选取纸带，记下第一点的位置0，并依次选取几个记数点，算出速度；D.测出各记数点距0的距离，即为下落高度；E.用天平称出重锤的质量；F.用实验取得数据，验证机械能守恒定律．在上述步骤中，多余的一个步骤是_____(填序号)．为减少实验误差，应选择哪种重锤______(填下面选项的字母序号)．A．较重的重锤B．较轻的重锤天平秒表刻度尺2EA例3、用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电

8、压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始落