8.5 实验：验证机械能守恒定律 课件(共27张PPT)

(共27张PPT)
实验：验证机械能守恒定律
1．验证机械能守恒定律。　
2．熟悉瞬时速度的测量方法。　
3．能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论，能定性地分析产生误差的原因。
学习目标
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0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。
复习回顾
4、如何推导机械能守恒的表达式？
验证机械能守恒定律
借助自由落体运动
2
A
2
B
2
1
2
1
mv
mv
mgΔh
-
=
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？
重物、打点计时器、纸带、交流电源、铁架台、夹子、天平、毫米刻度尺
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。
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。
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。
①用天平测量重物的质量
②按照如图所示装置安装打点计时器
③将纸带穿过计时器，下端与重物相连
④接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带
⑤及时切断电源，取下纸带，标上纸带号
⑥更换纸带，重复以上步骤
⑦整理器材，使器材复位
讨论：如何选取纸带上的两点作为我们研究过程的起点和终点？
7
1
13
1．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EK7+mgh=EK13
2．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，验证mgh=去m2
注意：必须保证纸带上的第一个点迹清晰，且是放手时打下的第一个点。
1
2
3
4
通过本实验，我们可以得到的结论是：
图象法处理数据
0
h
v2
1
2
gh=
v2
1
2
该图象的斜率表示什么？
为什么图象通过原点？
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
题组一　实验操作及步骤
题1［2017·天津卷］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。
常考题型
（1）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
AB　
BC
（2）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，释放重物
实验操作注意事项
（1）安装打点计时器时要使打点计时器的两限位孔在同一竖直平面内，手提纸带上端使纸带沿竖直方向，以减小纸带与限位孔的摩擦。
（2）重物应选用质量和密度较大、体积较小的物体，以减小空气阻力的影响。
（3）释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。
（4）应先接通电源，再松开纸带让重物下落。
（5）选用点迹清晰的纸带进行测量。
待打点稳定后再释放纸带
左
C　
左右两边式子均有质量m，可以约去，没有必要用天平测重物的质量　
在验证机械能守恒时，
D
应先接通电源，
题组二　纸带分析和数据处理
C
0.79
0.31
0.32
题组三　实验创新
　
　
　能
　
摆锤遇到挡板之后小铁块的水平位移x和竖直下落的高度h