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第七章 机械能守恒定律 第九节 实验:验证机械能守恒定律,人教版必修2,1、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?,质量为m的物体从O点自由下落,以地面为零参考面,经过A、B两点的速度分别为VA和VB,A、B两点距地面的高度分别为hA、hB。,4、如何推导机械能守恒的表达式?,复习回顾:,本实验借助,验证机械能守恒定律,自由落体运动,实验目的:,?,要证明上式是否成立,需要测量哪些物理量?,如何测量这些物理量?,实验原理:,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、铁架台、夹子、天平、毫米刻度尺,实验器材:,1、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。,实验步骤与操作:,2、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。,3、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,4、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,5、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。,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 将纸带穿过计时器,下端与重物相连 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,使器材复位,讨论:如何选取纸带上的两点作为我们研究过程的起点和终点?,终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个点当起点,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。,数据处理:,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,验证:,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,注意:必须保证纸带上的第一个点迹清晰,且是放手时打下的第一个点。,通过本实验,我们可以得到的结论是:,数据处理:,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,误差分析:,计算物体的速度,可有三种方法,第1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 第2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,这样将得到机械能增加的结论,有阻力作用机械能应该是减少的,故这种方法也不能用,辨析:,课堂练习,为进行验证机械能守恒实验,有下列器材可选用:铁架台、打点记时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、电键、天平,其中不必的器材是_ _;缺少的器材是_ _。,秒表、天平、,低压直流电源,低压交流电,源、刻度尺、重物,在“验证机械能守恒”的实验中,已知打点记时器所用的电源的频率50Hz,查得当地重力加速度为g=9.8m/s2,测得所用的重物的质量为1.00kg。实验中得到一条如图所示点迹清晰的纸带,把第一个点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm,根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于_焦,动能的增加量等于_焦(取3位有效数字)。,7.62,7.57,Vc=3.89m/s,课堂练习,在验证机械能守恒的定律时,如果
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