8.5实验：验证机械能守恒定律-人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共15张PPT)

人教版 高中物理 实验：验证机械能守恒定律 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？ 学习目标 理解实验的设计思路，明确实验中需要测量的物理量。 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测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的瞬时速度的方法。 能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析中得出实验结论。 能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差。 自由落体运动 探究实验 2 A 2 B 2 1 2 1 mv mv mgΔh - = 实验结论： 要证明上式成立，需要知道哪些物理量？需要测出重物的质量吗？ 如何获得这些物理量？ 不需要测出重物的质量 测量这些物理量，需要哪些器材？ h v 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 实验步骤 1．按图安装实验器材，电源接学生电源，并将输出电压调至4~6V交流。接通电源前，用手提升纸带至重物靠近打点计时器处。 2．先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。关闭电源，取下纸带备用。 3．重复步骤2次，打出3条纸带。 4．取点迹清晰，且第一、二点距离接近2mm的纸带进行测量。在纸带上任取几个连续的点（或间隔点数相同的点）A、B、C……，如下图所示。 数据处理&分析 依据刚才的实验，我们采集整理以下信息： 各计数点 A B C D E F 下落高度 速度 势能 动能 结论 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？ 注意事项 1．本实验中的阻力（空气阻力、纸带阻力）是客观存在的，只有当重物的重量足够大，才能确保阻力远小于重力，近似满足机械能守恒的条件。 2．如果我们得到的式子是 ，是正常的，因为有介质阻力作负功；反之，如果得到 ，则说明实验有问题。 3．取第一、二点间距为2mm进行数据处理的道理是：只有当振针抬起的一刻释放纸带，才会有第一、二点之间的距离为2mm，反之，如果振针运动到空中时释放纸带，则第一、二点之间的距离必然会小于2mm（因为运动时间不足0.02s）。对于第二种情形，则相当于初速度打第一点时初速度不为零（事实上是“小于”零），所以不是本实验所规定的考查过程。 很显然，如果我们考查的是中途的任意两点之间的过程，则2mm的这个要求是不必要的。 4．本实验不需要测量重物的质量。 5．重力加速度不能取10m/s2，因为这是一个考查实际重力势能变化的问题。加速度也不能通过纸带求出，如果是这样，我们所验证的守恒关系将是一个恒等关系──从理论的角度看，本实验可以这样看：重锤的加速度从多大的程度接近重力加速度，就是过程从多大程度上满足机械能守恒定律。 C 0.79 0.31 0.32 总结 1．实验目的：用自由落体运动验证机械能守恒。 2．纸带的选取及重物速度的测量方法。 3．实验的误差来源及注意事项。希望同学们课后将整个流程温习一遍后再认真回忆一下实验注意事项，毕竟，细节决定成败。 谢谢 题3 在用落体法验证机械能守恒定律的实验中： （1）所用重物质量m=1.0 kg，打点计时器所用电源频率为50 Hz，打下的纸带如图所示（图中的数据为从起始点O到该点的距离），则在打B点时，重物的速度 =　　　　m/s，重物的动能=　　　　J，从开始下落到打B点时，重物的重力势能减少量是　　　　J。（结果保留两位有效数字） （2）根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以 为纵轴，以h为横轴，画出的图线应是图中的（　　） 　　　　 A　　 　 B　　　 C　　　 D $$