4.6 验证机械能守恒定律 课件-2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册

第四章 机械能及其守恒定律 第六节 验证机械能守恒定律 机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的系统内，动能和势能发生相互转化，而系统的机械能总量保持不变。 适用条件：物体系统内部只有重力或弹力做功。 常见表达形式： 守恒观点： 转化观点： 或 转移观点： 或 一、实验要求 （1）做自由落体运动的物体； 【思考问题】（1）机械能守恒的前提是“只有重力或弹力做功”，想一想，我们可以选择哪种运动来验证机械能守恒定律？ （2）物体沿固定的光滑斜面或曲面下滑； （3）用细线悬挂小球摆动； （4）做抛体运动的物体。 一、实验要求 【思考问题】（2）用你选的运动来验证机械能守恒定律，有哪些因素会影响实验？你有办法减小这些因素的影响吗？ 一、实验要求 【思考问题】（3）怎样通过实验数据，验证机械能守恒？ 方法一：计算物体在选定位置上的动能与势能的和是否满足 方法二：计算物体在某两点间的动能变化和势能变化是否满足 二、实验设计指导 探究活动：请根据你选的过程，设计一个验证机械能守恒的实验方案。可选用下面的器材，也可选用其他器材。 二、实验设计指导 利用重物的自由下落验证机械能守恒定律 【思考问题】（1）根据你设计的方案，你需要测量哪些物理量，你应当选用哪些器材进行测量？ （2）根据你选的运动，最好选择哪两个位置作为运动过程的开始和终结位置？ （3）实验中，怎样测量物体重力势能的减少量？如何得到动能的增加量？ 三、实验设计参考方案 实验探究：利用重物的自由下落验证机械能守恒定律 实验目的： （1）验证机械能守恒定律； （2）进一步熟悉打点计时器的使用。 【思考问题】（1）如何计算出各计数点的速度？ 【思考问题】（2）选取纸带后进行数据处理，可以通过哪些方法验证机械能守恒？ 方法一： 利用起始点和第 点计算，如果在误差范围内， ，即可验证。 选起始点与相邻下一点间距离略小于2mm的纸带。 【思考问题】（2）选取纸带后进行数据处理，可以通过哪些方法验证机械能守恒？ 方法二：任取两点进行计算 ①任取两点A、B，测出 ，计算得出 ； ②计算出 的值； ③如果在误差范围内， ，即可验证。 【思考问题】（2）选取纸带后进行数据处理，可以通过哪些方法验证机械能守恒？ 方法三：图像法。 从纸带上选取多个点，测量从第一个点到选取各点的下落高度 ，并计算出各点速度的二次方 ，绘出 图 像，如果在误差范围内，图线是一个过原点且斜率为 的直线，即可验证。 【思考问题】（3）请根据你选的方法设计一个实验数据记录表。 【讨论与交流】上述实验设计参考方案中，有哪些因素可能影响实验结果？如何控制这些因素以减少实验误差？ 系统误差来源： 纸带通过打点计时器时受到的摩擦力、重物下落时受到空气阻力。 练习 1、为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有： ；缺少的器材是 。 不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺 通过原点的直线、g. 练习 2、在验证机械能守恒定律时，如果以　　为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是 ，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于 的数值。 3、在《验证机械能守恒定律》的实验中，打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g＝9.80m/s2。实验选用重锤质量为m(kg)，从所打纸带中选择一条合适的纸带，此纸带第1、2点间的距离应接近 。纸带上连续的点A、B、C、D至第1点O的距离如图所示，则重锤从O运动到C，重力势能减少_________J，重锤经过C时的速度为 m/s，其动能增加 J。 O A B C D cm 43.0 49.6 56.1 62.8 参考答案：2mm 5.50m 3.30 5.45m $