第05节验证机械能守恒定律.doc

第四章 机械能和能源 4.4机械能守恒定律 第一课时第4章 机械能和能源 4.4 机械能守恒定律 班级 姓名 学 习 目 标知 识 脉 络1.知道什么是机械能，知道动能和势能是可以相互转化的.2.会推导机械能守恒定律.3.掌握机械能守恒定律的内容，理解机械能守恒的条件(重点、难点)4.会灵活运用机械能守恒定律解决问题(重点、难点)知识点一：动能、势能的相互转化1动能与重力势能间的转化只有重力做功时，若重力做正功，则 转化为 ，若重力做负功，则 转化为 ，转化过程中，动能与重力势能之和 2动能与弹性势能间的转化被压缩的弹簧把物体弹出去，射箭时绷紧的弦把箭弹出去，这些过程都是弹力做 功， 转化为 3机械能 、 和 统称为机械能，在重力或弹力做功时，不同形式的机械能可以发生相互转化知识点二：机械能守恒定律理论推导一个质量为m的物体自由下落经过高度为h1的B点时的速度为V1，经过高度为h2的C点时的速度为V2，试写出物体在B点时的机械能和在C点时的机械能，并找出这两个机械能之间的数量关系。（以地面为零势面）由动能定理： 由重力做功和重力势能变化的关系： 初机械能与末机械能的关系： 实验探究机械能守恒定律实验目的：通过对所研究系统物体运动过程中的动能和势能变化，探究机械能是否守恒。实验原理：比较物体动能变化量与重力势能变化量，若满足EpEk，则说明机械能守恒；比较运动过程中初末状态的机械能，若满足Ek1Ep1Ek2Ep2，也说明机械能守恒。实验器材：气垫导轨、光电门、数字计时器、带遮光片的滑块、钩码、电源、定滑轮等实验1步骤：(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平。(2)遮光条的宽度d0.06 m.实验时将滑块从由静止释放，由数字计时器记录遮光条通过光电门1的时间t1和通过光电门2的时间t2，则滑块经过光电门时的速度V1为_m/s，速度V2为_m/s。(3)以滑块和钩码系统为研究对象，通过比较_和_在实验误差允许的范围内相等，从而系统的机械能守恒实验数据记录表1组别光电门1的位置（m）光电门2的位置（m）通过光电门1的时间（s）通过光电门2的时间（s）滑块质量（kg）钩码质量（kg）遮光条宽度（m）两个光电门之间距离L（m）通过光电门1速度（m/s）通过光电门2速度（m/s）滑块和钩码动能增加量（J）钩码重力势能减少量（J）L1L2t1t2MmdL2-L1d/t1d/t2第一组0.30.40.04580.03890.1910.10.060.11.310 1.542 0.096 0.098 第二组0.30.50.04580.03380.1910.10.060.21.310 1.775 0.209 0.196 第三组0.30.60.04580.03080.1910.10.060.31.310 1.948 0.302 0.294 第四组0.30.70.04580.02840.1910.10.060.41.310 2.113 0.400 0.392 第五组0.30.80.04580.02630.1910.10.060.51.310 1.542 0.096 0.098 数据处理：滑块通过光电门1速度V1=_滑块通过光电门2速度V2=_滑块和钩码动能增加量钩码重力势能减少量实验2步骤：(1)手持电磁继电器，吸引单摆下方的小球。(2)把摆球移动适当的高度处断开电磁继电器电源，则小球下落，经过光电门的时间t可以通过数字计时器读出。小球经过光电门的速度可通过计算得出_。(3)带有格子的平板可以得到小球竖直方向下落的距离_。(4)以小球和地球系统为研究对象，通过比较系统重力势能的减少量和系统动能的增加量在实验误差允许的范围内相等，从而系统的机械能守恒。实验数据记录表2小球高度（m）小球通过光电门的时间（s）小球质量（kg）小球直径（m）小球通过光电门的速度（m/s）小球下落高度（m）小球动能增加量（J）小球重力势能减少量（J）0.10.01410.050.021.418 0.100 0.050 0.049 0.150.01170.050.021.709 0.150 0.073 0.074 0.20.01010.050.021.980 0.200 0.098 0.098 0.250.0090.050.022.222 0.250 0.123 0.123 0.30.00820.050.022.439 0.300 0.149 0.147 机械能守恒定律1机械能守恒定律的内容在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。2机械能守恒定律表达式(1)Ek2Ek1Ep1Ep2即Ek增Ep减(2)Ek2Ep2E