高中物理第2章能的转化与守恒第3节实验：机械能的转化和守恒的实验探究课件鲁科版必修.pptx

第3节 能量守恒定律 第1课时 实验：机械能的转化和守恒的实验探究,阅读教材第33页，知道实验原理、实验器材、实验步骤及数据处理。 实验目的 1.会用打点计时器打下的纸带计算物体的运动速度和位移。 2.探究自由落体运动物体的机械能守恒。,实验器材 铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、低压交流电源(46 V)、重物、毫米刻度尺、纸带(带夹子)、复写纸片、导线。,实验过程 一、实验步骤 1.安装置：按图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。,图1,2.打纸带：将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，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。更换纸带重复做35次实验。,3.选纸带,4.测距离：用毫米刻度尺测出O点到1、2、3各计数点的距离，求出重物对应于各点下落的高度h1、h2、h3并将各点对应的高度填入设计的表格中。,2.实验验证,图2,误差分析 1.在进行长度测量时，测量及读数不准造成误差。 2.重物下落要克服阻力做功，部分机械能转化成内能，下落高度越大，机械能损失越多，所以实验数据出现了各计数点对应的机械能依次略有减小的现象。 3.由于交流电的周期不稳定，造成打点时间间隔变化而产生误差。,实验原理与操作,精典示例 例1 如图3为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题：,图3,(1)为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有_。 (填入正确选项前的字母) A.米尺 B.秒表 C.012 V的直流电源 D.012 V的交流电源,(2)下面列举了该实验的几个操作步骤： A.按照图示的装置安装器材 B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上 C.用天平测出重锤的质量 D.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带 E.测量纸带上某些点间的距离 F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 其中操作不当的步骤是_。 (3)实验中误差产生的原因有_(写出两个原因)。,(4)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图4所示。使用交流电源的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a_。(用s1、s2、s3、s4及f表示),图4 解析 (1)为完成此实验，除了所给的器材外，测量需要米尺，电源需要012 V的交流电源。,实验数据的处理,精典示例 例2 (2016全国卷)某同学用图5甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz，打出纸带的一部分如图乙所示。该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他条件进行推算。,图5,(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图乙中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_，打出C点时重物下落的速度大小为_，重物下落的加速度大小为_。 (2)已测得s18.89 cm，s29.50