验证机械能守恒定律课件

本实验借助的物理现象是：,实验目的,验证机械能守恒定律,自由落体运动,实验原理,请同学们完成以下填空：,物体做自由落体运动，只有_做功，物体的_与_相互转化，但总的机械能不变。若物体的某一时刻的瞬时速度是v，下落高度是h,则有_,即验证：,实验方法,请同学们阅读教材“实验方法”部分并回答以下问题,1、本实验需要哪些器材？2、简述实验步骤3、本实验要不要测物体的质量？4、讨论课文中“纸带上某两点”如何选取？5、重物的速度如何测量？,问题1,1、本实验需要哪些器材？,电火花计时器重物纸带铁架台（带铁夹）刻度尺,问题2,2、简述实验步骤,按照课本所示装置安装打点计时器将纸带穿过计时器，下端与重物相连先接通电源后释放纸带更换纸带，重复以上步骤选择纸带，处理数据,问题3,3、本实验要不要测物体的质量？,不需要测量物体的质量,mgh=mv2/2,gh=v2/2,如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须知道物体的质量（即：用天平测物体的质量）,问题4,4、讨论课文中“纸带上某两点的距离等于重物”中的“某两点”如何选取？,我们验证：,需要从起始点开始算起，如右图：,可以想一想2mm是怎么来的？,问题4,实际上我们完全可以回避起始点的,我们可以选取7、13两点，比较它们的机械能E7和E13,以点13为0势能参考点，则有：EK7mghEK13,问题5,5、重物的速度如何测量？,重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出，这样也就知道了它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能。比较重物在某两点的动能与势能之和，就能验证机械能是否守恒。,速度测量,利用匀变速直线运动的规律,可以用AC的平均速度代表B的瞬时速度。,请同学们独立推导此表达式,注意事项,怎样减少阻力？,1、安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。2、应选用质量和密度较大的重物，可使摩擦阻力，空气阻力相对减小。,误差分析,EPEK,因重物下落中要克服阻力做功，实验的动能增加量必定稍小于重力势能减少量,练习,1、为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有：；缺少的器材是。,不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺,2.在“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)现有器材是：打点计时器；低压电源；纸带；带夹子的重物；刻度尺；天平；导线；铁架台。其中该实验不需要的器材是_。(2)实验中，要从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近_mm并且点迹清晰的纸带进行测量。(3)某学生在实验中器材安装正确，操作规范，所用交流电的频率为50Hz，但验证结果是重物增加的动能稍小于它减少的重力势能，其主要原因是_。,天平,纸带受到的摩擦和空气阻力做负功,3某学生在验证机械能守恒定律的实验中有如下操作步骤，试按合理的顺序步骤序号填在下面的线上：_A断开电源，取下纸带，选出前两个点间距离接近2mm的纸带；B把纸带固定在重锤上；C将纸带穿过打点计时器，并把纸带上提使重锤停在靠近打点计时器的地方；D把打点计时器固定在放于桌边的铁架台上，并与低压交流电源相连接；E接通电源，同时释放纸带；F求出重锤重力势能的减少量EP和动能的增加量EK，比较EP和EK得出实验结论；G用刻度尺量出所选取的计数点到打下的第一个点0之间的距离,DBCEAGF,4、某同学按照正确的操作选得纸带如右。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)。这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_,应记作_cm。该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_，而动能的增加量为_，(均保留3位有效数字，重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_动能的增加量，原因是_。,1.22m,1.20m,OC,15.70,5.为了验证物体在自由下落过程中机械能是守恒的，将m=0.5kg的重物系上一纸带，并将纸带穿过打点计时器，当重物自由下落时，得到如图所示的记录纸带，已知打点周期T=0.02s（设当地的重力加速度g=9.9m/s2）计算