粤教版必修2 第四章第五节验证机械能守恒定律 课件（22张）.ppt

第五节验证机械能守恒定律 第四章机械能和能源 学习目标1 知道实验的基本原理 方法及注意事项 2 能对实验数据进行分析 讨论和进行误差分析 3 能利用自由落体运动验证机械能守恒定律 第四章机械能和能源 一 实验目的通过研究物体运动过程中的动能和势能变化 验证机械能守恒定律 二 实验原理和方法1 针对只有重力做功的情形 研究其运动过程 比较物体重力势能变化量与动能变化量 若满足 ep ek 则说明机械能守恒 2 比较运动过程中两个状态的机械能 若满足ek1 ep1 ek2 ep2 也说明机械能守恒 2 方案二如图所示 用单摆和dis装置验证机械能守恒 将dis装置的光电门放在a b c d各点 测出各点的速度 测量出各点对d的高度 运用所得数据验证机械能是否守恒 三 实验器材方案一 打点计时器及电源 铁架台 含铁夹 纸带 钩码 刻度尺 夹子 方案二 dislab实验仪一套 铁架台 摆球 细线 铅笔 贴有方格纸的木板 刻度尺 四 实验步骤1 方案一 1 如图所示把打点计时器安装在铁架台上 并将打点计时器接到电源上 2 把纸带的一端和钩码用夹子固定好 另一端穿过计时器限位孔 用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近 3 先接通电源 然后松手让重物带着纸带自由下落 4 重复几次 得到3 5条打好点的纸带 2 方案二 1 在铁架台上端用铁架悬挂一个摆球 如图所示 2 在方格纸上确定4至5个点作为测量点 3 分别安装光电传感器 并使之与数据采集器相连接 4 让小球从某一高度向下摆动 分别测定摆球在摆动过程中任意时刻的动能和重力势能 5 研究每一个测量点上机械能的总量有什么特点 六 注意事项1 方案一 1 应尽可能控制实验条件 使装置满足机械能守恒的条件 这需要尽量减小各种阻力 采取的措施有 安装时使限位孔与纸带处于同一竖直平面内 应选用质量和密度较大的重物 2 使用打点计时器时 应先接通电源 再松开纸带 3 选取纸带的原则 点迹清晰 所打点间距适中 可舍去开始打点密集的部分 2 方案二 1 小球运动时 应使其轨迹在一竖直面内 避免做圆锥摆运动 2 调整带方格纸的木板 应使其竖线在竖直方向上 3 为准确测定小球在各位置的瞬时速度 可在小球下部安置一块挡光片 并确保挡光片在竖直面内 2 本实验的另一个误差来源是长度的测量 属偶然误差 3 另外交流电的频率发生波动 也会给实验带来偶然误差 实验原理和操作 验证机械能守恒定律的实验步骤如下 a 把打点计时器固定在铁架台上 并用导线将打点计时器接在低压交流电源上b 将连有重物的纸带穿过限位孔 用手提着纸带 让手尽量靠近打点计时器c 松开纸带 接通电源d 更换纸带 重复几次 选点迹清晰的纸带进行测量e 用天平测量物体的质量m在上述实验步骤中错误的是 和 多余的是 b c e 解析 步骤b中应让重物尽量靠近打点计时器 而不是手靠近打点计时器 步骤c应先接通电源 后释放纸带 步骤e多余 不需要测重物的质量 题后反思对于物理实验 掌握实验原理和操作方法是最基本的要求 只有掌握了实验原理 才能判断出实验步骤中哪些是错误的 哪些是必要的 只有亲自动手认真操作 才能正确地对实验步骤按序排列 实验数据分析与处理 2013 高考海南卷 某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律 已知打点计时器所用电源的频率为50hz 当地重力加速度大小为g 9 80m s2 实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示 纸带上的第一个点记为o 另选连续的三个点a b c进行测量 图中给出了这三个点到o点的距离ha hb和hc的值 回答下列问题 计算结果保留3位有效