(共14张PPT)
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实验:验证机械能守恒定律
1.理解实验的设计思路，明确实验中需要直接测量的物理量.
2.知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸带进行数据分析并得出实验结论.
3.能定性分析产生实验误差的原因，并会采用相应的措施减小实验误差.
1.通过阅读教材，进一步理解机械能守恒定律，明确实验中要的物理量.
2.通过动手实验，掌握实验原理、实验步骤及数据处理的方法.
3.通过误差分析，掌握减小实验误差的方法.
学法指导
课程目标
2
2016/3/3
知识构建
机械能守恒定律：
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
ΔEp减=ΔEk增
问题：如果请你设计验证机械能守恒定律的实验，你的基本思路是什么？
1.实验需要知道哪些物理量？需要测量重物的质量吗？需要哪些器材？
3.为什么挑选第一、二两个点间距离接近2mm的纸带进行测量？
h
起始点
4.若回避起点，如何验证机械能守恒？
Δh
A
B
5.如何测量物体的瞬时速度？
6.速度能不能用 或 计算？
1.实验原理
h
v
2.实验器材
活动与探究
3.实验操作
测量数据
数据处理
2.重物下落过程中除了重力外会受到哪些阻力？怎样减少这些阻力对实验的影响？
测安算
（１）偶然误差：测量相关长度时带来的，减小的办法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）系统误差：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必定稍小于重力势能的减小量ΔEP ，改进办法是调整器材安装，尽可能地减小阻力.
5.注意事项
（１）打点计时器要竖直：安装时要竖直架稳，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）速度的测量：某时刻的瞬时速度应根据 计算，不能用 或 来计算.
4.误差分析
自由落体验守恒，阻力减小机械能.
仪器固定竖直向，先开电源物后放.
开头两点两毫米，从头验证式容易.
不管开头看清晰，任取两点就可以.
图象验证也很好，关键记住两坐标.
记忆口诀
其它方案：气垫导轨和数字计时器验证机械能守恒定律
演示实验
点评：本实验是“重锤落体法”验证机械能守恒的深化与创新。一是应用数字计时器测时间求速度，简便误差小；二是滑块在气垫导轨上运动，较好消除摩擦阻力的影响。
能力突破
实验器材的选择及误差分析
1.验证机械能守恒定律”实验，完成下列问题：
（1）从下列器材中选出实验时所用的器材（填写编号）________．
A.打点计时器（包括纸带） B．重锤 C．天平
D.毫米刻度尺 E．秒表 F．运动小车
（2）打点计时器的安装要求 ；开始打点计时的时候，应先 ，然后 。
（3）计算时对所选用的纸带要求是 。
（4）实验中产生系统误差的主要原因是 ，使重锤获得的动能往往 。为减小误差，悬挂在纸带的重锤应选择 。
典题直击：2.用如图甲所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示．已知m1＝50 g、m2＝150 g，则（g取10 m/s2，结果保留两位有效数字）
（1）在纸带上打下计数点５时的速度v5= m/s;
（2）在打点0～5过程中系统动能的增加量△Ｅk ＝ Ｊ，系统势能的减少量△Ｅp ＝ Ｊ，由此得出的结论是 。
（3）若某同学作出的v2 /2- h图象如图所示,则当地的实际重力加速度g=________ m/s2.
(1)实验前,接通电源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的Δt1________Δt2(选填“>”“＝”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平;
(2)用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d=________mm;
(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若Δt1、Δt2和d已知,要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒,还应测出____________和____________(写出物理量的名称及符号);
(4)若上述物理量间满足关系式_________________________,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒.
典题直击：3.某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示.在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光一被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机.滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图线.（重力加速度为g)
课堂小结
