验证机械能守恒(课堂).ppt

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1、第九节验证机械能守恒定律请你思考运用什么方法来进行实验呢？利用自由落体运动验证机械能守恒定律推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式在图1中，质量为m的物体从O点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点A和B的机械能分别为：EA=EB=如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有EA=EB，即=上式亦可写成该式左边表示物体由A到B过程中动能的增加，右边表示物体由A到B过程中重力势能的减少。等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始下落的O点至任意一点（如图1中A点）来进行研究，这时应有：即为本实验要验证的表达式，式中h是物体从O点下落至A点的

2、高度，vA是物体在A点的瞬时速度。一、实验方案(1)测量物体的速度(2)验证的表达式问题发散（1）可以用电磁打点计时器来测量物体的瞬时速度。（2）怎样具体地测出速度呢？1、确定测物体运动速度的方案实验策略分析（1）本实验中，我们采用打点计时器测速度。打点计时器我们比较熟悉，实验操作也比较简便。（2）测速度的方法：2、测物体的速度图201234s1s2s3h1h2h3h4求瞬时速度vA根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A点的瞬时速度vA。t=2×0.02s（纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0.02s），可求出各段的平均速度。这些平均

3、速度就等于是1，2，3，……各点相对应的瞬时速度v1，v2，v3，…….例如：量出0～2点间距离s1这就是点1处的瞬时速度v1。依次类推可求出点2，3，……处的瞬时速度v2，v3，……。（1）由mv2/2=mgh推出v2/2=gh，不需要测量重物的质量。（2）图2中h1，h2，h3，……分别为纸带从O点下落的高度。根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能，从而验证机械能守恒定律。3、验证如：验证v12/2=gh1v22/2=gh2v22/2=gh2图201234s1s2s3h1h2h3h4二、实验装置三、实验仪器①电火花计时器②重物（300g±3g）及纸带。③学生电源④铁架台、夹子

4、。请你思考为了提高实验的准确度，应该从哪些方面考虑？四、实验注意事项思路引导1、操作方面：减小阻力2、选择器材方面：减小相对误差3、数据处理方面：减小相对误差细节考虑1、操作方面：（1）打点计时器要稳定地固定在铁架台上，计时器平面与限位孔在竖直方向上，铁架台放在桌边，计时器距地面高约1米。（2）物体与纸带间用一夹夹牢，纸带下落时不晃动，下落时初速为零，打出的第一个点清晰。细节考虑2、器材选择：（1）重锤要选得相对重些，约为300g±3g。（2）为减小测量高度的相对误差，选取的计数点要离第一个计数点远些。细节考虑2、误差分析：（1）来自纸带与计时器间的摩擦。故计时器平面要竖直，纸带与计时

5、器平面要平行，要采用电火花计时器。（3）选计数点时，相邻计数点间的距离要尽可能拉得开些，使求得的速度误差小些。（2）交流电的频率不稳引起的误差。思路引导1、在纸带上选择两点，比较重物在这两点的动能与势能的总和，可以在验证机械能守恒时回避起始点。2、处理纸带时，时间间隔不要取得太长，因为这样可能使打出的纸带上的点数不够用。3、学生写好实验报告后，要求学生相互交流和评估，提高学生的实验能力。五、几点可行的思路1、完成实验报告，并写一篇短文：阐述研究物体的动能与速度关系。2、请你利用所学的有关知识推导物体的动能与速度间的关系式。六、作业布置