8.5实验验证机械能守恒定律课件-高一下学期物理人教版

第8章机械能守恒定律第5节实验：验证机械能守恒定律

机械能守恒定律阐述了在只有重力或弹力做功的系统内，动能和势能相互转化时总的机械能保持不变。

请同学们设计实验来验证机械能守恒定律。导入

在蹦极的过程中，系统机械能守恒吗？为什么？

(1)系统机械能守恒。因为在蹦极的过程中，人只受到了重力和弹力。

(2)系统机械能不守恒。因为在蹦极的过程中，人除了受到了重力和弹力，还受到了空气阻力，所以机械能不守恒。如果可以忽略空气阻力的影响，系统机械能守恒吗?可以认为系统机械能守恒。环节一：依据机械能守恒定律，设计实验方案

从实际情况到物理模型，还是有差异的。那么，我们该设计什么样的实验情境来验证机械能守恒定律呢？

(1)可以选择自由落体运动、抛体运动、物体沿光滑轨道下滑、弹簧和小球组成的系统来进行验证。

(2)应该选择质量大、体积小且表面比较光滑的物体来进行实验。环节一：依据机械能守恒定律，设计实验方案

环节一：依据机械能守恒定律，设计实验方案所以，只要测量出重物下落的高度、初状态的速度和末状态速度，在实验误差范围内满足重力势能的减少量等于动能的增加量，就可以验证机械能守恒。实验器材可以选用打点计时器，得到重物下落过程中的纸带。通过纸带，用刻度尺测量出重物下落的高度，再利用纸带数据可以计算出初状态和末状态的速度，就可以验证机械能是否守恒了。环节一：依据机械能守恒定律，设计实验方案

环节一：依据机械能守恒定律，设计实验方案实验器材

打点计时器、低压交流电源、带有铁夹的铁架台、纸带、复写纸、带夹子的重物、刻度尺、导线等。实验过程我们该如何进行实验操作？实验操作过程中，我们要注意哪些细节呢？环节二：根据实验原理，明确实验步骤，搭建

实验器材，完成实验数据测量首先，组装实验装置，将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。然后，将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。更换纸带重复做3～5次实验。最后，对得到的纸带进行数据处理，分析实验数据，得到实验结论。环节二：根据实验原理，明确实验步骤，搭建

实验器材，完成实验数据测量

实验操作过程中，为了尽可能减小实验误差，我们要注意哪些环节?只有重力或弹力做功时，系统机械能守恒。在这个实验过程中，要尽可能地减小空气阻力和摩擦力。所以，应选用质量和密度较大的重物，使重物受到的重力远大于重物受到的空气阻力和摩擦力，可使空气阻力和摩擦力的影响相对减小。另一方面，打点计时器要固定在稳定的铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔要调整到沿竖直方向，以减小摩擦力。同样，实验中要保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，先接通电源，待打点计时器工作稳定后，再放开纸带。环节二：根据实验原理，明确实验步骤，搭建

实验器材，完成实验数据测量

环节三：处理数据，得出结论，分析实验误差，

验证机械能守恒定律

环节三：处理数据，得出结论，分析实验误差，

验证机械能守恒定律实验数据记录表格环节三：处理数据，得出结论，分析实验误差，

验证机械能守恒定律实验结论

在实验误差范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量，系统机械能守恒。环节三：处理数据，得出结论，分析实验误差，

验证机械能守恒定律实验误差分析我们发现重力势能的减少量总是稍大于动能的增加量，这是为什么呢？实验过程中存在着阻力，阻力做负功会使系统损失一定的机械能，物体实际下落的过程中，减少的重力势能一部分转化为动能，一部分转化为内能。所以，重力势能的减少量会略大于动能的增加量。

该类由于测量方法本身所造成的误差，我们称之为系统误差。环节三：处理数据，得出结论，分析实验误差，

验证机械能守恒定律

环节三：处理数据，得出结论，分析实验误差，

验证机械能守恒定律

环节三：处理数据，得出结论，