8.5 验证机械能守恒定律-课件-2020-2021学年高一物理人教版（2019）必修第二册

第八章 机械能守恒定律 第5节 验证机械能守恒定律 实验思路 实验步骤 数据处理 误差分析 创新实验 — — Outline 大纲 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 A O C l θ G FN θ 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 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）转移的角度： △EA增=△ EB减 实 验 思 路 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 物体沿光滑斜面下滑 小球的摆动 实 验 思 路 自由落体运动 上述三个例子中物体的机械能可以认为是守恒的。 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 ？ = O B 实 验 思 路 自由落体运动 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。 打点计时器 纸带 重物 铁架台 实 验 思 路 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 ① 若研究OB段需要测量哪些物理量？ h h2 h1 O A B C ？ = 需要测量的物理量是起点O到A、B、C三点的距离h1、h、h2。 ？ = 思考 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 ② 下图中的横纵坐标代表什么含义？ 若图象是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律． 0 h ？ = 思考 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 ③ 如果选择AB段又该如何测量？ 此时A、B点的选择较随意，不需要初速度为0． 思考 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 4、选择合适的纸带，处理数据。 3、更换纸带，重复几次。 1、将打点计时器固定在铁架台上，把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔。 2、用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近。然后先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。 实 验 步 骤 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 实 验 步 骤 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 I. 本实验要不要测量物体的质量？ mgh = mv 2 1 2 gh = v 2 1 2 若实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须要知道物体的质量。 方程两边都有质量m，可以约去，故不需要测量质量，只需要测距离h和速度v即可。 思考 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 II. 如何确定速度为 0 的起始点？ 纸带上的前两个点之间的距离应接近2mm。 x = gt2/2= 0.5×9.8×0.022m ≈2×10-3m = 2 mm 若为自由落体运动，则最开始的0.02s内距离为： 思考 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 III. 如何测量物体的瞬时速度? 做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度。 h2 h1 O A B C Δt Δt 思考 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 IV. 能否用下列方法测量速度? 测量某点的瞬时速度，还是需要根据纸带进行计算。 若认为 ，则 恒成立，不再需要实验进行验证。 思考 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 0 h = V. 图像的斜率有什么含义? 图像的斜率理论上应该等于该处的重力加速度 g。 思考 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 【思考】为什么重物的重力势能减少量略大于动能的增加量？如何减小它们之间的误差？ 误 差 分 析 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 误 差 分 析 系统误差 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 重物下落时克服阻力做功 阻力来源 重物下落时所受的空气阻力 纸带与打点计时器的摩擦力 有效措施 选择体积小、密度大的重物 用电火花打点计时器 保证限位孔和纸带竖阿直放置 误 差 分 析 偶然误差 实验思路 | 实验步骤 | 数据处理 | 误差分析 | 创新实验 测量点迹之间的距离时存在误差 误差来源 读数时偏大或者偏小 有效措施 多次测