（实验验证机械能守恒定律）人教版必修高一物理精选教学课件

1、第七章 机械能及其守恒定律高一物理课件精选（人教版必修2)实验：验证机械能守恒定律专题7.9 第一页，共二十八页。复习回顾1、什么叫机械能守恒？2、机械能守恒的条件是什么？3、自由落体运动的物体，机械能守恒吗？ 质量为m的物体从O点自由下落，以地面为零参考面，经过A、B两点的速度分别为VA和VB，A、B两点距地面的高度分别为hA、hB。4、如何推导机械能守恒的表达式？第二页，共二十八页。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：hv第三页，共二十八页。实验原理2A2

2、B2121mvmvmgh-=？要证明上式是否成立，需要测量哪些物理量？如何测量这些物理量？第四页，共二十八页。实验器材 电火花计时器 重物 纸带 铁架台（带铁夹） 毫米刻度尺测量这些物理量，需要哪些器材？交流电源第五页，共二十八页。实验步骤与操作1、选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？ 我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重物。第六页，共二十八页。实验步骤与操作2、安装打点计时器时，应注意什么问题？ 计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，计时器要稳定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。3、这样做的目的是什么? 减小纸带与限位孔

3、的摩擦带来的实验误差；保证重物有足够的下落空间，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算 第七页，共二十八页。实验步骤与操作4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？先通电源，再释放纸带5、释放纸带时应注意什么问题？ 释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端，确保重物由静止释放。第八页，共二十八页。实验步骤与操作按如下实验步骤进行实验用天平测量重物的质量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 接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带及时切断电源，取下纸带，标上纸带号更换纸带，重复以上步骤整理器材，使器材复位第九页，共二十八页。讨论：本实验要不

4、要测物体的质量？不需要测量物体的质量mgh = mv2/2只证明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）第十页，共二十八页。数据处理 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？hv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？第十一页，共二十八页。数据处理实际上我们完全可以回避起始点的7113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第十二页，共二十八页。数据处理 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

5、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。第十三页，共二十八页。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第十四页，共二十八页。推导利用匀变速直线运动的规律如图A、B、C是纸带上相邻的三个点，纸带以加速度a做匀加速运动，所以A、C两点的距离可以表示为：A、C的平均速度：另一方面所以第十五页，共二十八页。推导结合v-t图象了解瞬时速度和时间中点的平均速度相等的物理意义 利用匀变速直线运动的规律 做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度。第十

6、六页，共二十八页。数据记录测量点n123456高度hn /m速度vn /m/s势能EP /J动能EK /J可不可以用图象处理数据?第十七页，共二十八页。图象法处理数据0hv 212gh =v 212该图象的斜率表示什么？为什么图象通过原点？第十八页，共二十八页。第十九页，共二十八页。误差分析EP EK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可以多次测量。实验报告的主要内容第二十页，共二十八页。误差分析1、偶然误差： 测量长度时会带来误差2、系统误差： 实验中重物和纸带下落过程中要克服阻力（主要是打点计时器的阻力）做功，故动能的增加量EK 必定稍小于势能的减少量EP

7、。第二十一页，共二十八页。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。第二十二页，共二十八页。注意事项以哪两个点作为始末位置最为合适？ 实验用的纸带一般小于1m，从起始点开始大约能打出20个点左右。末位置的点可选择倒数第一个点或倒数第二个点，从这一个点向前数46个点当初位置的点，可以减小这两个点的瞬时速度以及两点之间距离（高度h）测量的误差。第二十三页，共二十八页。注意事项1、重物下落过程中，除了重力外会受到那些阻力？怎样减小这些阻力对实验的影响？ 重物应该选择小而重的（即密度比较

8、大的） 打点计时器安装时要竖直，同时必须使纸带两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。2、最好选择哪两个位置作为过程的开始和终了位置？ 第1个点作为开始，离起点较远的点作为终了位置。3、为了保证打第一个点时重物下落的速度刚好为0，应该怎么做？ 实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源，让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的点。 选用纸带时应尽量挑选第一、二点间接近2mm的纸带4、释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便打出较多的点。5、实验中是否需要用天平测物体的质量？ 因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要用天平测量重物的质量。第二十四页，共二十八页。练习

9、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、刻度尺第二十五页，共二十八页。练习通过原点的直线、g. 2、在验证机械能守恒定律时，如果以v22为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是 ，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于 的数值。第二十六页，共二十八页。思考速度能不能用 v = 2gh 或 v = gt 计算？这种方法认为加速度为g ，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际加速度必将小于g，这样将得到机械能增加的结论，有阻力作用机械能应该是减少的，故这种方法也不能用。这种