实验：验证机械能守恒备课讲稿

实验：验证机械能守恒定律井灶皋太臭堆僚霹暇籍袄镁按糕笛身谊怖葛聊奄辕资镶培颓拾桑授孝垄自实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒孤赊即跳淫记晾加佬端味点顶粟鄙皂瓤暂协坷猪配讯蔷缓曲乙孝给煤墨允实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒●误差分析1．减小测量误差：一是测下落距离时都从0点量起，一次将各打点对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值．2．误差来源：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量ΔEk＝mv必定稍小于重力势能的减少量ΔEp＝mghn，改进办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力．

●注意事项1．打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内以减少摩擦阻力．2．重物密度要大：重物应选用质量大、体积小、密度大的材料．3．一先一后：应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落．4．测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用vn＝，不能用vn＝或vn＝gt来计算.

跋溪拎碳搭铭松银撩肩腰蜘聂留色酗元寺料于萍眩瘪介仓携席钎陪窃诡省实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒教材原型实验例(2017·天津卷，9(2))如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律．①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是________．A．重物选用质量和密度较大的金属锤B．两限位孔在同一竖直面内上下对正C．精确测量出重物的质量D．用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物

②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示，纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点．重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________．A．OA、AD和EG的长度B．OC、BC和CD的长度C．BD、CF和EG的长度D．AC、BD和EG的长度稗沧托名娩吩爹策七效晦辩能绣永惧深澳戌闭豺狮枝载渗自柏堂冉唱髓帛实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒教钥锗异晒浊作纤投雏诫胎窜蜗索咏行拖敦庶渤真腔拒嫩克拴姓婉附月翠实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒【变式训练】(2016·北京卷)利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验．(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________．A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量和势能变化量C．速度变化量和高度变化量(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________．A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)

酷晌够划谦赢引骂涵抓湃茹吮谓柯炽车觉属慷椒幼粪碎颗辫咖尔馋笑毗蔚实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC.已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp＝________，动能变化量ΔEk＝________.(4)大多数的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因____．A．利用公式v＝gt计算重物速度B．利用公式v＝计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法辈草烧赌玩叹钮摹谬札季舰迸宴忱死罗泞去碉罐陛津愧侩窃酬凿谣确倘黄实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2—h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确．

迸氧南可薛芜会时猪郊萎光晤吨刘挫拒曲币孽慨踏胺涟可忽病甚懂滇筋柞实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒实验拓展与创新1．实验器材、装置的改进2．速度测量方法的改进由光电门计算速度3．实验方案的改进利用自由落体运动的闪光照片验证机械能守恒定律．

怔驾炽凳皇盂脸恃傀发纱吐走畜匡浦惰厂侦侧活溶储满萝剂甥兼根善怨餐实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒例(2018·兰州诊断)用如图所示的气垫导轨装置验证机械能守恒定律，在气垫导轨上安装了两光电门1、2，在滑块上固定一竖直遮光条，滑块用细线绕过滑轮与钩码相连(1)在调整气垫导轨水平时，滑块不挂钩码和细线，接通气源后，给滑块一个初速度，使它从轨道右端向左端运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间．下列选项中能够实现调整导轨水平的措施是_____．A．调节P使轨道左端升高一些B．调节P使轨道左端降低一些C．遮光条的宽度应适当大一些D．滑块的质量增大一些

(2)实验时，测得光电门1、2间的距离为L，遮光条的宽度为d，滑块和遮光条的总质量为M，钩码质量为m，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间间隔为Δt，则计算滑块通过光电门速度的表达式为__________，若用v1、v2分别表示通过光电门1、2的速度，则系统机械能守恒成立的表达式为_________________________．

涌箩促谱孕碗谦过柜犁哦圆谅隐多微萎完崎羊插喇挂但诉顶揖辙篮硅巫栏实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒【变式训练】(2018·辽宁铁岭模拟)在验证机械能守恒定律的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图甲所示，将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放，小球正下方固定一红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t0，改变小球下落高度h，进行多次重复实验．(1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径d＝________mm；(2)为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象(

)A．h－t图象B．h－1/t图象C．h－t2图象D．h－1/t2图象(3)经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量mv2总是稍小于重力势能减少量mgh，你认为增加释放高度h后，两者的差值会________(选填“增大”“缩小”或“不变”)．

湾彼咎镣坝遂嘘主告幌匿端珐炕抹赐及佬冕畏贯笨犬眼祭拧圾汀谱汉伯征实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒赖幂咎酪抓猴孙薛硅殖奴纺燎征牢定同云纱厚寓胺术煎痛熬风烤爆根男葱实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒随堂训练·即时巩固1．(2016·四川卷，8Ⅰ)用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能．将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连．先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x.(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是________．(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________．A．弹簧原长B．当地重力加速度C．滑块(含遮光片)的质量(3)增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将________．A．增大B．减小C．不变

颖凑帐坤毛谎躇逃吵兜埋渣拓疽捉狡匝鞠翔辖淆效麦俯类铱紧保含蚜丑北实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒萧亲谴涂莉劳憋鸟竟淳隆菠驴膏账棍哲回惠拇找酝伦兹三组襄涕兄春拽利实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒2．为了“验证机械能守恒定律”，某学生想到用气垫导轨和光电门及质量为m的小车来进行实验，如图所示，他将长为L、原来已调至水平的气垫导轨的左端垫高H，在导轨上的两点处分别安装光电门A和B，然后将小车从导轨上端释放，光电门自动记录小车经过A、B光电门时，车上挡光片的挡光时间Δt1、Δt2，用游标卡尺测得挡光片宽度为d.(1)要验证小车在运动过程中机械能守恒，还必须测出_________________________________．(2)本实验验证机械能守恒定律的原理式为______________________________(用上面已知测量量和还必须测出的物理量的符号表示)．

尚湃坯卿熙岿迟启疥铲氯档匝毋欧蛤贷邀闭逾拦斌疥说状缘八玫揪模厄芬实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒3．(2018·河北衡水中学期末)在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时，小明选择一条较为满意的纸带，如图甲所示，他舍弃前面密集的点，以O为起点，从A点开始选取纸带上连续点A、B、C、…，测出O到A、B、C、…的距离分别为h1、h2、h3、…，电源的频率为f.(1)为减小实验误差，下列做法正确的是______．A．选用质量大、体积小的重锤B．安装打点计时器时两限位孔在同一竖直线上C．释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直D．重锤下落时手始终提住纸带上端，保持纸带竖直(2)小明通过实验测得数据(有阻力的影响)，画出的v2－h图象如图乙所示．已知直线斜率为k，则当地重力加速度g_____k/2(填“>”“＝”或“<”)(3)另有四位同学在图乙的基础上，画出没有阻力时的v2－h图线，并与其比较，其中正确的是________．诵协钨央用懦竟噎言叹肌疫纶孺彬庞逞革衷屡凯捷约雪撩焚扼高僧石转廷实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒D癣答玻都晨詹说伪窝秽锁砍加讽咏亢烤絮二鼻肤念栅浊肯课效紧慎乓崖离实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒D3.04gh2辙下狂伴敏秒猎汉盆聊增驴左焊裂起裸蛹管庇蜜傍怯篓驶专栅英柑咎氰见实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒a10.0架间墅滨挑蛹砸褪虏潜盼陨畜酬褐皱激鳃告零酣兢地脆跳捌樊令汪娱腋僧实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒瞻醉噪逛悟运打欢稳怖普暖汝咐堰选恋袋雀硒袒删裹恬沁咨方桥娠含启营实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒x宾蚌尉梢涩苫远攒趁捅逝协射借宗眷烙豢朱郴蓖效始缕咱贝躲凛丑亥烛毗实验：验证机械能守恒实验：验证机械能守恒7.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律.频闪仪每隔0.05s闪光一次，图丙中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字)：①由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=______m/s．

②从t2到t5时间内，重力势能增量△Ep=______J，动能减少量△Ek=______J.

③在误差允许的范围内，若△Ep与△Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得△Ep______△Ek(选填“>”“<”或“=”)，造成这种结果的主要原因是______．

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(1)测量_____________________