8.5 实验：验证机械能守恒定律 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

e7d195523061f1c0600ade85ab8d19863d296bbd6d3c8047FB0A4867354E4F1E3A7DEAE3C4C4B5C9777EC9E9D7F78045DB0296A4194571101A21F67FC7D6C39966CE50B69116E2EE84E571E25F3C0CCEE19E493CC04F43360B62B2816CCB4E82496998A41A465108AB38A14E3AD4A6D2651CCB521A6181B2D6FE9767B064113E08844EF3A07B87C25E260A5A178C4E27 复习回顾 1.机械能守恒定律的内容是什么？ 2.机械能守恒的条件是什么？ 3.机械能守恒定律的表达式？ 4.自由落体运动的物体，机械能守恒吗？ 教科书P96-97【参考案例1】 一、实验目的 验证物体做自由落体运动的过程中机械能守恒 二、实验原理 在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能相互转化，但总的机械能守恒，若物体某位置的速度为v，下落高度为h，则有： 0 1 2 3 4 ？ 要证明上式是否成立，需要测量哪些物理量？ 如何测量这些物理量？ ？ 测量这些物理量，需要哪些器材？ 打点计时器、交流电源、纸带、重物、夹子、铁架台（含铁夹）、刻度尺 三、实验器材 问题思考？ 1.选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？ 我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大体积小的重物。 2.安装打点计时器时，应注意什么问题？ 计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，计时器要稳定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。 3.这样做的目的是什么? 减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差；保证重物有足够的下落空间，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算． 问题思考？ 4.实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？ 先接通电源，再释放纸带 5.释放纸带时应注意什么问题？ 释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端，确保重物由静止释放。 问题思考？ 四、实验步骤 1.按图把打点记时器安装在铁架台上，将打点记时器与电源连接好。 2.把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过记时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点记时器附近。 3.先接通电源，后松手让重锤带着纸带下落。 4.重复几次，得3—5条纸带。 5.在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起始点标上O ，以后各依次标上1、2、3…..用刻度尺测出对应高度h1、h2、h3…… 四、实验步骤 6.应用公式 计算各点对应的速度v1、v2、v3... 7.计算各点对应的势能减少量和动能的增加量进行验证。 四、实验步骤 验证： 1.计时器打下的第一个点作为起始点，适当大距离后选一个点作终点 V h 注意：必须保证纸带上的第一个点迹清晰，且第1、2点间距约为2mm的纸带误差小。 五、数据处理 2.若不选第一点为起点,怎样确定终点和起点？ 终点可选择倒数第一个点或倒数第二个点，从这一个点向前数4～6个点当起点，可以减小这两个点的瞬时速度以及两点之间距离（高度h）测量的误差。 五、数据处理 我们可以选取A、B两点，比较重力势能的减少量和动能的增加量，则有： 2 A 2 B 2 1 2 1 mv mv mghAB - = A B 五、数据处理 M kg Δh m VA m/s VB m/s 势能减少量 mgΔh(J) 动能增加量 ΔEK(J) 1 2 3 4 通过本实验，我们可以得到的结论是： 五、数据处理 在实验误差允许的范围内，物体的机械能守恒. 因重物下落中要克服阻力做功，实验的动能增加量必定稍小于重力势能减少量 六、误差分析 七、注意事项 1.实验中打点记时器的安装，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦力． 2.实验时，必须先接通电源，让打点记时器工作正常后才松开纸带让重锤下落． 3.必须保留纸带上打出点迹的第一点,且第1、2点间距约为2mm的纸带误差小。 4.实验中，只要验证gh是否等于v2/2即可，不用测重锤的质量。 教科书P98【练习与应用1】 （1） AB （2）O到B重力势能减少了mghB （3）存在空气阻力和摩擦阻力的影响 方案二：沿光滑斜面下滑的物体机械能守恒 为了使系统误差更小，采用气垫导轨来减小