高中物理必修二7.9实验：验证机械能守恒定律课件(人教版必修2)

第九节实验：验证机械能守恒定律,二、实验原理：做自由落体运动的物体，只受重力作用，其机械能守恒。,一、实验目的：验证机械能守恒定律,(1)物体下落的高度为h时速度为v，则物体的重力势能减小量为mgh，动能增加量为1/2mv2。如果在误差范围内mgh1/2mv2，即gh1/2v2，就验证了机械能守恒定律,(2)如图所示，借助打点计时器打出的纸带，测出物体自由下落的高度h和该时刻的速度v，以纸带上的第n个点为例：,三、实验器材：铁架台(带铁夹)，打点计时器，重物(带纸带夹子)，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，学生电源四、实验步骤：1安装装置：将打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器与低压交流电源相连。2接电源，打纸带：把纸带的一端在重物上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近，接通电源，待打点稳定后松开纸带，让重物自由下落重复几次，打下35条纸带3选纸带：选取点迹较为清晰的，挑选纸带上第一个点及距离第一个点较远的点，并依次标上0,1,2,3.4数据处理：测出0到点n-1、点n、点n+1的距离，即为对应的下落高度hn-1、hn、hn+1；利用公式vn(hn1hn1)/2T，计算出点n的瞬时速度vn5.如果在误差范围内有：，即，就验证了机械能守恒定律,五、注意事项1安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直，以减小摩擦阻力2应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小3实验时，应先接通电源，让打点计时器工作正常后再松开纸带让重物下落4应选用所打第一个点和第二个点的距离接近2mm的纸带5.测量时应6.不需要测重物的质量m.,2系统误差：（1）实验过程中要克服阻力做功，故动能的增加量Ek必定稍小于势能的减少量Ep.（2）交流电的频率f不是50Hz也会带来系统误差若f50Hz，由于速度值仍按频率为50Hz计算，频率的计算值比实际值偏小，周期值偏大，算得的速度值偏小，动能值也就偏小，使EkEp的误差进一步加大；根据同样的道理，若f50Hz，则可能出现EkEp的结果,六、误差分析1偶然误差：测量相关长度时带来的，减小的方法是多测几次取平均值,实验改进,如图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、带铁夹的重锤回答下列问题：,(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_(填入正确选项前的字母)A米尺B秒表C.天平D.直流电源E.交流电源(2)实验中误差产生的原因有_(写出两个原因),某同学做验证机械能守恒定律实验时，不慎将一条挑选出的纸带一部分损坏，损坏的是前端部分剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图中，单位是cm.已知打点计时器工作频率为50Hz，重力加速度g取9.8m/s2.,(1)重物在2点的速度v2_，在5点的速度v5_，此过程中动能增加量Ek_，重力势能减少量Ep_.(2)比较得Ek_Ep(填“大于”“等于”“小