实验：验证机械能守恒定律.ppt

进 入,退 出,启东市吕四中学 物理组,杨俊森,2023年5月15日星期一,本实验借助的物理现象是：,一、实验目的,验证机械能守恒定律,自由落体运动,下一页,退 出,二、实验原理,请同学们完成以下填空：,物体做自由落体运动，只有_ 做功，物体的 _与_ 相互转化，但总的机械能不变。若物体的某一时刻的瞬时速度是v，下落高度是h,则有_,即 验 证：,下一页,退 出,上一页,重力,动能,重力势能,三、实验方法,请阅读教材“实验方法”部分并回答以下问题,1、本实验需要哪些器材？2、简述实验步骤3、本实验要不要测物体的质量？4、讨论课文中“纸带上某两点”，如何选取？5、重物的速度如何测量？,下一页,退 出,上一页,问题1,本实验需要哪些器材？,电火花计时器 重物 纸带 铁架台（带铁夹）刻度尺,下一页,退 出,上一页,问题2,简述实验步骤,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 先接通电源后释放纸带 更换纸带，重复以上步骤 选择纸带，处理数据,下一页,退 出,上一页,问题3,本实验要不要测物体的质量？,不需要测量物体的质量,mgh=mv2/2,gh=v2/2,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：用天平测物体的质量）,下一页,退 出,上一页,问题4,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？,我们验证：,需要从起始点开始算起，如右图：,可以想一想2mm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,我们可以选取7、13两点，比较它们的机械能E7和E13,以点13为0势能参考点，则有：EK7mghEK13,下一页,退 出,上一页,问题5,重物的速度如何测量？,重物的速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势能之和，就能验证机械能是否守恒。,下一页,退 出,上一页,四、速度测量,利用匀变速直线运动的规律,可以用 AC 的平均速度代表 B 的瞬时速度。,请同学们独立推导此表达式,下一页,退 出,上一页,推导,利用匀变速直线运动的规律,如图A、B、C是纸带上相邻的三个点，纸带以加速度a做匀加速运动，所以A、C两点的距离可以表示为：,A、C的平均速度：,另一方面,所以,下一页,退 出,上一页,结合v-t图象了解瞬时速度和时间中点的平均速度相等的物理意义,结论,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。,下一页,退 出,上一页,五、注意事项,怎样减少阻力？,1、安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。2、应选用质量和密度较大的重物，可使摩擦阻力，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？,实验用的纸带一般小于1m，从起始点开始大约能打出20个点左右。末位置的点可选择倒数第一个点或倒数第二个点，从这一个点向前数46个点当初位置的点，可以减小这两个点的瞬时速度以及两点之间距离（高度h）测量的误差。,下一页,退 出,上一页,六、误差分析,EP EK 的原因,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重力势能减少量,下一页,退 出,上一页,动画实验模拟,七、进行实验,1、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_。,秒表、低压直流电源、天平,下一页,退 出,上一页,低压交流电源、重锤、刻度尺,八、问题探究,通过原点的直线,2、在验证机械能守恒定律时，如果以v22为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于 的数值。,下一页,退 出,上一页,g,一、实验方法 验证自由落体运动中机械能守恒 二、要注意的问题 实验的误差来源三、速度的测量 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,小结,退 出,上一页,