高中物理 第九节 实验 验证机械能守恒定律课件 新人教版必修2.ppt

物理 必修2 人教版 第七章机械能守恒定律第九节实验 验证机械能守恒定律 栏目链接 情景切入 栏目链接 转动滚摆 将弦线均匀地绕在它的木轴上 这时 软弹簧处于伸长状态 释放滚摆后 由于弹簧的拉力 使滚摆飞速地旋转 待弹簧恢复到平衡位置时 由于滚摆转动的惯性 再一次将弹簧拉长 如此反复地运动 找些器材动手做一做 并想一想其中的道理 栏目链接 课标点击 栏目链接 1 利用自由落体运动验证机械能守恒定律 2 知道实验的原理 方法 过程 3 对实验结果的讨论及误差分析 栏目链接 栏目链接 课前导读 栏目链接 1 本实验的目的是 2 重物下落的高度等于 3 根据纸带求速度 1 测量瞬时速度更为简单而准确的方法是 做匀变速直线运动的纸带上某点的瞬时速度 等于 的平均速度 验证机械能守恒定律 纸带上某两点的距离 相邻两点间 课前导读 栏目链接 2 推导过程 由于纸带做匀加速运动 故有a c之间的平均速度vac 又根据速度公式有vb vc 故有vb va 即2vb va vc 从而 vb va a t vb a t vc vb vac 栏目链接 问题探究 问题一实验解读 栏目链接 问题探究 栏目链接 问题探究 栏目链接 尝试应用 1 双选 如图是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带 有关尺寸在图中已注明 我们选中n点来验证机械能守恒定律 下面举一些计算n点速度的方法 其中正确的是 问题探究 栏目链接 cd 知识解惑 问题二实验中有哪些需要注意的事项 栏目链接 知识解惑 栏目链接 续表 知识解惑 栏目链接 续表 知识解惑 栏目链接 名师提示 重物在拖着纸带下落过程中必然受到阻力作用 主要是打点计时器与纸带的摩擦力以及空气的阻力 克服这些阻力做功要消耗能量 所以重锤动能的增加量 ek必定小于重力势能的减少量 ep 这是实验设计上带来的系统误差 减小这种误差的方法有 使打点计时器的限位孔在同一竖直线上 适当增加重锤的质量 减小重锤的体积等方法来减小系统误差 问题探究 尝试应用 栏目链接 2 双选 下列关于 验证机械能守恒定律 实验的实验误差的说法中 正确的是 a 重物质量的称量不准会造成较大误差b 重物质量选用得大些 有利于减小误差c 重物质量选用得较小些 有利于减小误差d 先释放纸带后接通电源会造成较大误差 bd 栏目链接 知识解惑 题型1实验原理与操作 栏目链接 例1用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律 实验所用的电源为学生电源 输出电压为6v的交流电和直流电两种 重物从高处由静止开始下落 重物上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点 对纸带上的点的痕迹进行测量 即能验证机械能守恒定律 下面列举了该实验的几个操作步骤 知识解惑 栏目链接 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端上 c 用天平测量出重物的质量 d 释放悬挂纸带的夹子 同时接通电源开关打出一条纸带 e 测量打出的纸带上某些点之间的距离 f 根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 知识解惑 栏目链接 指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤 将其选项对应的字母填在下面的横线上 并说明其原因 知识解惑 栏目链接 步骤b是错误的 应接到电源的交流输出端 步骤d是错误的 应先接通电源待打点稳定后再释放纸带 步骤c不必要 因为根据测量原理重物的动能和势能中都包含了质量m 可以约去 见解析 知识解惑 栏目链接 知识解惑 变式应用 栏目链接 1 利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中 下面叙述正确的是 a 应该用天平称出物体的质量b 应该选用点迹清晰 特别是第一点没有拉成长条且第一 第二点间距接近2mm的纸带c 操作时应在接通电源的同时放开纸带d 打点计时器应接在电压为4 6v的直流电源上 b 知识解惑 栏目链接 题型2数据分析 例2在 验证机械能守恒定律 的实验中 已知打点计时器所用的电源的频率为50hz 查得当地的重力加速度g 9 80m s2 某同学选择了一条理想的纸带 用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示 图中o点是打点计时器打出的第一个点 a b c d分别是每打两个点取出的计数点 根据以上数据 可知重物由o点运动到b点时 知识解惑 栏目链接 1 重力势能的减少量为多少 2 动能的增加量是多少 3 根据计算的数据可得出什么结论 产生误差的主要原因是什么 本题主要考查实验数据处理及误差分析 重物由o点运动到b点时 1 重力势能的减少量为 ep mghob m 9 8 0 195 1 911mj 2 重物下落到b点时的速度为 知识解惑 栏目链接 知识解惑 变式应用 栏目链接 2 在用自由落体做 验证机械能守恒定律 的实验中 测出了纸带上连续5个间隔的距离 重物的质量为mkg 从b到d重物重力势能的减少量 ep j 重物动能增加量 ek j 知识解惑 栏目链接 0 570m0 546m 知识解惑 栏目链接 题型3实验设计 例3如图所示 两个质量分别为m1和m2的物块a和b 分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端 m1 m2 1 2是两个光电门 用此装置验证机械能守恒定律 1 实验中除了记录物块b通过两光电门时的速度v1 v2外 还需要测量的物理量是 2 用已知量和测量量写出验证机械能守恒的表达式 知识解惑 栏目链接 知识解惑 栏目链接 名师归纳 解决这类创新型的实验题 关键在于明确实验目的 实验原理 从而进一步分析设计实验方案 测量相应的物理量是为了服务于实验目的 知识解惑 变式应用 栏目链接 3 利用气垫导轨验证机械能守恒定律 实验装置示意图如图所示 1 实验步骤 将气垫导轨放在水平面上 桌面高度不低于1m 将导轨调至水平 用游标卡尺测量挡光条的宽度为l 9 30mm 知识解惑 栏目链接 由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s cm 将滑块移至光电门1左侧某处 待砝码静止不动时 释放滑块 要求砝码落地前挡光条已通过光电门2 从数字计时器 图中未画出 上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间 t1和 t2 用天平称出滑块和挡光条的总质量m 再称出托盘和砝码的总质量m 2 用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式 知识解惑 栏目链接 滑块通过光电门1和光电门2时瞬时