《金榜课件》必修二 第七章 机械能守恒定律 第9节 实验：验证机械能守恒定律（教学课件+素材）（3份打包）

9 实验：验证机械能守恒定律 怎样用实验验证机械能守恒定律？ 1.掌握验证机械能守恒定律的实验原理。（重点） 2.会用打点计时器打下的纸带计算瞬时速度。 一、实验目的 验证机械能守恒定律 二、实验原理 1. 通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律。 由公式 ，或由 算出。 由公式 ，或由 算出。 2.测定第n个点的瞬时速度的方法是： 如图所示测出第n个点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离sn和sn+1， O n sn sn+1 dn dn+1 dn-1 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。 夹子 打点计时器 纸带 重物 铁架台 三、实验器材 ？ 四、实验步骤 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。 3.更换纸带，重复几次。 4.选择合适的纸带，处理数据。 五、实验的注意事项 1.做本实验时，会受到空气阻力和限位孔对纸带的摩擦力的影响，怎样减小这些阻力对实验的影响？ ①重物应该选择小而重的（即密度比较大的） ②打点计时器安装时要竖直，同时必须使纸带两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。 2.最好选择哪两个位置作为过程的开始和终了位置？ 以第1个点作为开始，离起点较远的点作为终了位置。 h v 可以回避起始点吗（即处理纸带时可以不用到起始点吗）? 我们可以选取A、B 两点，比较它们的机械能EA和EB。若以点B为0 势能点，则需验证： EkA＋mgΔh＝EkB A B Δh 3.本实验要不要测量物体的质量？ 无需测量物体的质量 如果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。 mv 2 1 2 mgh = v 2 1 2 gh = ？ h 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6 5 4 3 2 1 初始点 数据记录 测量点n 1 2 3 4 5 6 高度hn /m 速度vn /(m/s) 势能Ep /J 动能Ek /J 4.通过测量计算发现，动能增加量总是稍小于重力势能减少量，这是怎么回事？ 因重物下落中势必要克服阻力做功，使得一小部分动能转化为了内能。 其他验证方法：利用气垫导轨验证机械能守恒定律 验证机械能守恒定律 实验方法 速度测量 注意事项 中间时刻的瞬时速度与这段时间上的平均速度的数值相等 实验的结果受阻力影响重物的质量不必测量多做几次反复验证 用mgh表示重力势能的减少量 用 表示动能的增加量 比较两者是否相等 1.为进行“验证机械能守恒定律”实验，有下列器材 可选用：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 的器材是___________________________;缺少的器材 是 。 秒表、天平、低压直流电源 低压交流电源、刻度尺、重物、夹子 2.“验证牛顿第二定律”与“验证机械能守恒定律” 这两个实验，它们的共同之处是（ ） A．都要用打点计时器 B．都要用天平测质量 C．都要用刻度尺测位移 D．都要计算瞬时速度 AC 3.在验证机械能守恒定律时，如果以v2／2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。 过原点的倾斜直线 g v 2 1 2 0 h 4.下面列出的实验步骤中有些是用来验证机械能守恒定律的： （A）让纸带穿过打点时器，并用手提着纸带，使重物在靠近打点计时器处静止； （B）接通电源，第一个点打出来后，再松开纸带，让重物与纸带自由落下； （C）把打点计时器竖直地架在铁架台上，将纸带固定在重物上； （D）测出重物的质量___； （E）用秒表测出重物下落的时间。 以上多余的实验步骤是：______、_____。 实验步骤的正确排列顺序是：_____、_____、____。 D E B A C m 5.某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的 打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如下图所示，O点为 重物下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点 到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取 9.8m/s2，若重物质量为1kg。 (1)打点计时器打出B点时，重物下落的速度 vB= m/s，重物的