实验验证机械能守恒定律公开课

实验验证机械能守恒定律公开课第1页，共27页。实验验证机械能守恒定律公开课第2页，共27页。1、利用自由落体运动验证机械能守恒定律.2、知道实验的原理、方法、过程.3、对实验结果的讨论及误差分析.学习目标第3页，共27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？4、机械能守恒定律的表达式是怎样的？第4页，共27页。本实验借助自由落体运动验证机械能守恒定律实验目的实验原理2A2B2121mvmvmgΔh-=要验证上式是否成立，需要测量哪些物理量？如何测量这些物理量？01234由静止释放，则第5页，共27页。测量这些物理量，需要哪些器材？实验器材重物、打点计时器、纸带、交流电源、导线、铁架台（附铁夹）、夹子、天平、毫米刻度尺第6页，共27页。实验步骤与操作思考：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。①用天平测量重物的质量第7页，共27页。实验步骤与操作思考：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。这样做的目的是什么?减小纸带与限位孔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．②按照课本所示装置安装打点计时器第8页，共27页。实验步骤与操作思考：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。③接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带第9页，共27页。按如下实验步骤进行实验①用天平测量重物的质量②按照课本所示装置安装打点计时器③接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带④及时切断电源，取下纸带，标上纸带号⑤更换纸带，重复以上步骤⑥整理器材实验步骤与操作第10页，共27页。本实验要不要必需测物体的质量？不是必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：课本中所说的用天平测物体的质量）第11页，共27页。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：许多材料上指出：选取第1、2两点间距2mm的纸带，即在打第1个点的瞬间，纸带开始下落，实际上在操作中这是很难控制的，所以只要保证操作正确即可，误差也不会太大。可以想一想2mm是怎么来的？计时器打下的第一个点作为起始点，适当大距离后选一个点作终点。h=gt2/2=10×0.022/2=0.002m=2mm第12页，共27页。如何测定第n点的瞬时速度？

01234S3S4d4d2方法：平均速度法第13页，共27页。辨析计算物体的速度，可有三种方法第1、2种方法是根据机械能守恒定律得到的，而我们的目的就是验证机械能守恒定律，所以不能用第14页，共27页。数据处理

m（kg）

h

（m）

V（m/s）势能减少量

mgh(J)动能增加量

ΔEK(J)1234通过本实验，我们可以得到的结论是：

实验结论（将实验数据填入下表，分析实验数据）第15页，共27页。

结论：在实验误差允许范围内，重锤重力势能减少量等于动能的增加量，即机械能守恒。

实验中，重锤的重力势能减小

略大于

其动能增加，其原因是下落中克服阻力做功，机械能略有减少。第16页，共27页。0hv

212图象法处理数据gh

=v

212该图象的斜率表示什么？为什么图象通过原点？可不可以用图象处理数据?第17页，共27页。可以回避起始点吗（即处理纸带时可以不用到起始点吗）?我们可以选取A、B两点，比较它们的机械能EA和EB。则有：mgΔh＝EKB－EKAΔhAB

思考第18页，共27页。

1、(单选)在验证机械能守恒定律的实验中，需要测量的是重物的()A．质量B．下落高度C．下落时间D．瞬时速度B第19页，共27页。2、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20页，共27页。3、下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法，正确的是

A．重物质量的称量不准会造成较大误差B．重物质量选用得大些，有利于减小误差C．重物质量选用得较小些，有利于减小误差D．打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计时器误差要小(B)

解析为减小实验误差，重物应选质量大些的，且重物质量不需称量，A、C错，B正确，电磁打点计时嚣的振针与纸带间有摩擦，电火花计时器对纸带的阻力较小，故选用电磁打点计时器误差大些，D错误．

第21页，共27页。4、有一条纸带，各点距A点的距离分别为d1、d2、d3…，

如图所示，各相邻点的时间间隔为T，要用它来验证B点到G点过程机械能是否守恒，可得BG间的距离h＝________，B点的速度表达式vB＝________，G点的速度表达式vG＝________，如果有________＝________，则机械能守恒。第22页，共27页。第23页，共27页。5、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．DBCE AG F第24页，共27页。

6、如图5－5－6是“验证机械能守恒定律”实验中打下的某一纸带示意图，其中O为起始点，A、B、C为某三个连续点．已知打点时间间隔Δt＝0.02s，用最小刻度为1mm的刻度尺量得OA＝15.55cm，OB＝19.2cm，OC＝23.23cm.第25页，共27页。(1)假定上述数据并没有看错，则它们中不符合数据记录要求的是

段，正确的记录应是19.20cm.(2)根据上述数据，当纸带打B点时，重锤(设其质量为mkg)重力势能比开始下落位置的重力势能减少了

J，动能增加了

J，这表明数值上ΔEp

ΔEk(填“大于”“小于”或“等于”