人民教育出版社+物理+《验证机械能守恒》+课件.ppt

实验：验证机械能守恒定律,芦溪中学黄冬生,【实验目的、原理】,利用物体做自由落体运动时，只有重力做功。测量物体的重力势能的减少量和物体动能的增加量，然后比较，可以验证机械能守恒定律。,方法（1）:利用mgh与,测出重物下落的高度h和该高度对应速度v即可验证机械能是否守恒。应有mgh=,思考如何确定某时刻的瞬时速度v？,方法（2）：利用mgd与EK,任意找两点A、B，分别测出两点的速度大小vA、vB以及两点之间的距离d。,【实验器材】,铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，带铁夹的重锤，纸带，米尺。,【实验内容】,1按图安装实验器材，用导线把打点计时器与学生电源连接好。2把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。3接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。4重复几次，得到35条打好点的纸带。,5用方法（1）时，必须在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3。将测量结果填入表中。,6应用公式计算各点对应的即时速度v1、v2、v3。将计算结果填入表中。,7计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量mvn2/2，进行比较。,结论：物体在下落过程中，势能的减少量等于动能的增加量，机械能守恒。,8用方法（2）验证重物做自由落体运动时，机械能是否守恒。（自己设计表格）,【问题与讨论1】,使用方法（1）时，必须在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，为什么？,物体做自由落体运动，从下落开始计时，在0.02S的时间内，下落的距离为：,【问题与讨论2】,打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，为什么？实验时必须选用质量较大的重锤，为什么？,相对的减小空气阻力和摩擦阻力的影响。,【问题与讨论3】,动能和重力势能都跟物体的质量有关，本实验为什么不称物体的质量？,mgh=,【问题与讨论4】,实验要用到重力加速度g。g取9.8m/s2呢？还是取当地的重力加速度值？或者通过实验打出的纸带，用计算出来？,取当地的重力加速度值,【巩固练习】,1本实验中，除铁架台、铁夹、学生电源、纸带和重物外，还需选用下述仪器中的哪几种？A秒表B刻度尺C天平D打点计时器,正确答案：BD,2在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。查得当地的重力加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为m=1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图62所示，把第一个点记作O，在纸带上另取连续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点到运动C点，重力势能减少量等于_J，动能的增加量等于_J。（取3位有效数字）,重力势能的减少量：mghc=1x9.8x77.67x10-2=7.62J物体在c点的速度为：动能为：,3在本实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图63所示。（图中O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D、E分别是以每打两个点的时间作为计时单位取的计数点）。查得当地的重力加速度g=9.80m/s2。根据纸带求：（1）重锤下落的加速度。（2）若重锤质量为mkg，则重锤从起始下落至B时，减少的重力势能为多少？（3）重锤下落到B时，动能为多大？（4）从（2）、（3）的数据可得什么结论？产生误差的主要原因是什么？,AB、BC、CD、DE段位移分别为：70cm、85.5cm、101.2cm、116.3cm根据逐差法求得加速度：,从起始下落至B时，减少的重力势能为：|Ep|=mghB=1.91mJ；下落到B时，v=（OC-OA）/2T动能为：EK=mv2/2=1