4-5 验证机械能守恒定律. 课件20张

课件20张PPT。实验：验证机械能守恒定律 打点
计时器一、实验思考： 机械能守恒定律的探究或验证，在物理学中占有极其重要的地位，历来是各类物理考试的高频考点。
如果由你来设计一个验证机械能守恒定律的实验，你会优先或者说你必须考虑哪些问题？ 明确目的选择方案配备器材规划步骤数据处理③ 有效减少实验误差① 必须满足守恒条件② 便捷测量时空信息二、设计思路： 验证机械能守恒定律三、实验目的： 掌握实验原理，学会用纸带记录推算物体的瞬时速度。?? 在验证机械能守恒的实验中，体验探究过程，学习研究方法。 树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观，养成科学严谨、求真务实的习惯。 打点
计时器 本实验利用打点时器计录时空信息，借助重锤的自由下落验证机械能守恒定律 。如图示，重锤牵连纸带由初位置 A 下落 hAB 至未位置B 的过程中，重力势能减少 ，其速率从vA增至为vB，动能增加 。若能通过实验得出 或者 ，则证明重锤在下落过程中机械能守恒。四、实验原理：五、 实验器材：① 电磁打点计时器（含复写纸）
② 实验电源（选用4~6伏交流电）
③ 重锤（含纸带夹）
④ 纸带（1m左右）
⑤ 铁架台（带铁夹）
⑥ 刻度尺（米尺）
⑦ 缓冲海棉　　为何不配天平呢？本实验一定要测量物体的质量吗？ 如果实验只要求验证机械能守恒定律，则可不必测量物体的质量。 如果实验要求测定机械能的具体数值，则必需用天平测出物体的质量。 ① 按示意图安装打点计时器
② 纸带穿越计时器且下端连接重物
③ 接通电源之后再释放纸带
④ 更换纸带重复上述步骤
⑤ 选择正常纸带处理实验数据六、 实验步骤：七、实验探究：1、采集数据：每组两条纸带，采集四组数据2、数据测量：选取后段纸带，标度测量距离3、数据处理：推算相关参量，填报实验记录设重锤质量为m，并用m表示ΔEp和ΔEk每小组暂时处理一组数据，其余数据课后处理八、数据处理：1、数据处理计时周期的选取： 实验所用的纸带一般小于1 m，大约只能打上10多个点，不便于再取多个打印点作为计时周期，因此本实验可直接取打点周期作为数据处理的计时周期，即可取 T=0.02(s) 。 2、初、末位置的选定： 纸带后段打印点的间隔距离较大，测量距离的相对误差较小。因此，初位置A不可太靠近纸带的前端（也没必要选第 1 个打印机点作为初位置），未位置B应尽量靠近纸带的后端，这样选定初、末位置，可增大测试点的距离，有效减小测距的相对误差。末位置B可选倒数第二个打印点，初位置A可由末位置B前移10～12个打印点确定。 刻度尺的0刻度与初位置A的前一个打印点对齐，并以此打印点作为0点（测距起点），量度重物的下落距离。3、重物下落距离的测量：4、瞬时速度的测定： 做匀变速运动的纸带，任意一段时间内的平均速度，等于这段时间中点的瞬时速度，即纸带上第n点的瞬时速度，等于hn+1至hn-1时间段的平均速度。即瞬时速度：1、实验结果为何△EP＞△EK ？ 本实验不可避免地存在空气阻力F1、摩擦阻力F2、打击阻力F3，必然导致物体的机械能减少，因而△EP＞△EK。九、误差分析：2、如何减小实验误差？ 安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔处在同一竖直线上，以此减小摩擦阻力。
选用质量和密度较大的重物，可令空气阻力、摩擦阻力、打点阻力相对减小。
选择后段纸带数据，增大测距点之间的距离，可有效减小测距的相对误差。
进行多次实验，可有效减小偶然误差。 “光控录音计时器 ”有效克服了对电磁打点计时器的缺陷，现作简要介绍：十、实验改进（机动）：一、实验原理及设计思路：
用打点计时器验证落体的机械能守恒
二、实验技能及注意事项：
实验误差控制及纸带处理技巧
三、瞬时速度的测量：
纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点
间距的平均速度。 十一、实验总结：十二、思维拓展：请同学们课后思考、讨论下列问题： 2、计算物体的瞬时速度有 、
三种方法，我们为何选用第三种方法
而放弃前面两种方法？1、测量重物下落高度时，我们为何不从纸带的起
始位置o点开始量度，而是测量任意两点的落差？
这样处理有何好处？