8.5实验：验证机械能守恒定律课件-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册(共20张ppt)

(共20张PPT)
实验：
验证机械能守恒定律
知识回顾
思考：机械能守恒的条件是什么？它有哪些表达形式？
1.条件：仅有重力或系统内弹力做功。
2.表达式：
（1）守恒的角度：E1=E2
（2）转化的角度： △Ek增= △ EP减
3.做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，以地面为零势能面，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.试推导机械能守恒的表达式。
vB
A
h1
h2
B
vA
自由落体运动
借助自由落体运动
验证机械能守恒定律
一、实验器材
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
二、实验原理
△Ek增= △ EP减
借助打点计时器打出的纸带，测出物体自由下落的高度h和该时刻的速度v．
速度测量
三、实验步骤
1．安装：将打点计时器固定在铁架台上；用导线将打点计时器与电源相连接．
2．接电源，打纸带：把纸带的一端在重物上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近，接通电源，待打点稳定后松开纸带，让重物自由下落．重复几次，打下3～5条纸带．
3．选纸带：选取点迹较为清晰的．挑选纸带上第一个点及距离第一个点较远的点，并依次标上0、1、2、3……
4．数据测量：测出0到点1、点2、点3……的距离，即为对应的下落高度h1、h2、h3……
四、数据处理
1.应选用质量和密度较大的重物。
注意事项
增大重力可使阻力的影响相对减小
增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小．
2.安装打点计时器时，必须使两个限位孔在同一竖直线上
减小摩擦阻力
3.实验时必须保持提起的纸带竖直，手不动．接通电源后，让打点计时器工作稳定后再松开纸带
4.速度不能用vn＝gtn或 计算，应从纸带上直接测量计算．重物下落的高度h，也只能用刻度尺直接测量.
误差分析
1．系统误差：主要来自于空气阻力及纸带和计时器限位孔之间的摩擦． 故重力势能的减少量等于动能增加量和克服阻力做功之和．动能的增加量应略小于重力势能的减少量．
2．测量长度时会有偶然误差，减小误差的办法是：
(1)测距离时都应从打第一个点量起．
(2)多测几次取平均值．
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)
(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O点到B点，重物重力势能变化量ΔEp＝
________，动能变化量ΔEk＝_________________。
(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________。
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
(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。
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下课啦
感谢聆听与欣赏