粤教版 必修2 第05节 验证机械能守恒定律 ：22张PPT

(共22张PPT)
第五节
验证机械能守恒定律
第四章
机械能和能源
1、机械能守恒的条件？
2、机械能守恒的表达式？
系统只有重力或弹簧的弹力做功；
复
习
ΔEk=-ΔEp
ΔEA增=ΔEB减
EK1+EP1=EK2+EP2
守恒观点
转化观点
转移观点
一、“落体法”验证机械能守恒
实验原理：物体只在重力作用下做自由落体运动时，重力势能和动能相互转化。
方法：需要比较mgh和
是否相等，即可验证机械能是否守恒。
2
2
1
mv
h
v
思考1：要证明上式是否成立，需要测量哪些物理量？测量这些物理量需要用到哪些器材？如何测量？
？
无需天平
一、“落体法”验证机械能守恒
步骤：
（1）将装置竖直架稳；
（2）将纸带穿过计时器，下端与重锤相连；
（3）接通电源，释放纸带，让重锤自由下落；
（4）换几条纸带，重做上述实验；
（5）挑选理想纸带，记下起点的位置，再选
几个连续的计数点1、2、3、4
一、“落体法”验证机械能守恒
提醒：实验时，要尽可能让物体满足机械能守恒的条件！
数据记录与分析：将打下的第一个点作为起始点（起始
点的速度应为零），再选一个适当的点作为终点。
思考2：为了减少测量h的相对误差，应该注意哪些问题？
需要验证：
一、“落体法”验证机械能守恒
起点O
1
2
3
4
h1
h4
h3
h2
思考3：对于实际获得的纸带，如何判定纸带上的第一
个点就是纸带恰好开始下落时打下的呢？
若初速度为0，理论上则有：
故纸带上第一、二个点之间的距离接近2mm.
一、“落体法”验证机械能守恒
思考4：对于实际获得的纸带，第一、二点的间距可能
会明显小于或大于2mm，分别可能是什么原因造成的？
一、“落体法”验证机械能守恒
思考5：计算物体的速度可以用哪些方法？
一、“落体法”验证机械能守恒
点拨：1和3两个公式是等效的，我们的目的是验证机械能守恒，所以计算打第n个点的速度不能用1、3公式去算；
结论：在误差允许范围内，可以验证重锤的机械能守恒！
一、“落体法”验证机械能守恒
1、系统误差：
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
必定稍小于势能的减少量ΔEP
—————使纸带、限位孔在同一竖直线上，选择密度大体积小的重物！
2、偶然误差：
测量长度时会带来误差
—————多次测量取平均值等等!
解决方法
解决方法
mg
f纸
f空
一、“落体法”验证机械能守恒
误差分析
一、“落体法”验证机械能守恒
思考6：实验数据可以用图像法处理吗？
0
h
v
2
1
2
gh
=
v
2
1
2
需要验证：
若图线为过原点，且斜率为g的直线，则可证明机械能守恒！
一、“落体法”验证机械能守恒
思考7：处理纸带时不用第一个点是否也能完成该实验呢？
起点O
1
2
3
4
2
2
2
3
2
1
2
1
mv
mv
mg(h3－h2)
-
=
当然可以，例如可以研究从计数点2-3的过程：
h1
h2
h3
h4
需要验证：
你有其它创新方案吗？
二
、实验的拓展与创新
实验器材的创新
研究对象的创新
设计方案的创新
可从以下几个方面思考：
或
其
它
二
、实验的拓展与创新
创新1：实验器材的创新
h
二
、实验的拓展与创新
创新2：研究对象的创新
单个物体
两个物体组成的系统
二
、实验的拓展与创新
创新3：设计方案的创新
方案一：利用摆球和光电计时器验证
二
、实验的拓展与创新
创新3：设计方案的创新
方案二：利用气垫导轨验证
需要验证的式子为：
s
m
M
二
、实验的拓展与创新
更多方案……
期待你的创新！
小结：验证机械能守恒的关键是测出初末状态的速度和物体下降的高度，只要能准确测出这些量的方法都是可以的！
三
、课后作业
见《导学案》练习和《三维设计》59-63页
乐昌市第一中学
刘琼玉
2019年6月19日
谢谢！再见！