8.5 实验：验证机械能守恒定律 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

5/8/2025 1 第八章 机械能守恒定律 8.5 实验：验证机械能守恒定律 功与功率 重力势能 动能和动能定理 机械能守恒定律 实验：验证机械能守恒定律 Tianchenyi 5/8/2025 2 温故知新 什么是机械能守恒定律？需要满足什么条件？ 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变——机械能守恒定律。 条件：只有重力或弹力做功的系统 机械能 = 势能+动能 5/8/2025 3 情境导入 做自由落体运动的小球 沿光滑斜面下滑的物体 自由摆动的小球 试根据机械能守恒的条件，判断下列情形中物体的机械能是否守恒： 三种情形下的物体均满足机械能守恒，如何验证呢？ 5/8/2025 4 实验：验证机械能守恒定律 自由下落的小球 以自由落体运动的物体为例，验证机械能守恒 质量为m的物体从O点自由下落，以地面为零势能面，如果忽略空气阻力，下落过程中任意两点A和B的机械能守恒，即 O A B 简化处理：以初位置和末位置研究机械能守恒 5/8/2025 5 实验：验证机械能守恒定律 验证： 思考：在验证过程中需要测量哪些物理量？用到哪些实验器材？ 物体的质量、所处位置的高度、运动的速度 实验器材：打点计时器、刻度尺、铁架台、重物、纸带、交流电源等 一定要测量吗？ 5/8/2025 6 实验：验证机械能守恒定律 实验过程：利用自由落体运动验证机械能守恒 5/8/2025 7 实验：验证机械能守恒定律 注意事项： 1、先接通电源，后释放纸带 2、选择质量密度较大、体积较小的物体（减小空气阻力的影响） 误差分析： 由于空气阻力、纸带与限位孔存在摩擦等因素，实验过程动能增加量必定稍小于重力势能减少量。 实验结论：在误差允许范围内，机械能守恒。 5/8/2025 8 实验：验证机械能守恒定律 例1：某同学做验证机械能守恒定律实验时，不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏，损坏的是前端部分。剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图中，单位是cm。打点计时器工作频率为50Hz，重力加速度g取9.8m/s2。 (1)质量为m的重物在点2的速度v2=　　　　，在点5的速度v5=　　　， 此过程中动能增加量ΔEk=　　　　，重力势能减少量ΔEp=　　　　。 由以上可得出实验结论　 　　　 　 。 在误差允许的范围内，机械能守恒 1.50 m/s 2.075 m/s 1.03m J 1.06m J 5/8/2025 9 实验：验证机械能守恒定律 (2)重物获得的动能往往　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)减少的重力势能，实验中产生系统误差的原因是　 。 (3)根据实验判断下列图像正确的是(其中ΔEk表示重物动能的变化量，Δh表示物体下落的高度)(　　)。 小于 空气中存在阻力或纸带与限位孔间有摩擦力 C 5/8/2025 10 实验：验证机械能守恒定律 以沿斜面下滑的物体为例，验证机械能守恒 质量为m的物体从A点沿光滑斜面下滑至最低点B过程中经过1和2两个点，且这两个点机械能守恒，即 5/8/2025 11 实验：验证机械能守恒定律 实验器材：气垫导轨（减小摩擦）、数字计时器、带有遮光条的滑块。 实验装置：如图，把气垫导轨调成倾斜状态，滑块沿倾斜的气垫导轨下滑时，忽略空气阻力，重力势能减小，动能增大。 5/8/2025 12 实验：验证机械能守恒定律 实验过程：利用斜面下滑验证机械能守恒 5/8/2025 13 实验：验证机械能守恒定律 例2：为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图甲所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验，在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门I、II，并连接数字计时器，遮光条的宽度d已知。 （1）该实验还必须使用的实验器材有： （2）实验过程中，不必要测量的物理量是 A.A、B之间的距离 B.滑块通过光电门I、II的时间∆t1、∆t2 C.A、B点到水平桌面的高度、 刻度尺 A 5/8/2025 14 课堂小结 实验 •• 验证 机械能守恒定律 利用自由落体运动 实验原理： 利用斜面下滑的物体 实验过程及注意事项 实验原理： 实验过程及注意事项 5/8/2025 15 课后练习 1、在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是（ ）。 A．先释放纸带，后接通电源 B，用天平测量重物质量，用秒表测量重物下落时间 C．打点计时器必须竖直安装，使两限位孔在同一竖直线上 D．重物动能的增加量一定大于重力势能的减小量 C 5/8/2025 16 课后练习 2、下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法，正确的是（ ）。 A.重物质量的称量不准会造成较大误差 B．重物质量选用得大些，有利于减小误差 C．重物质量选用得较小些，有利于减小误差 D.打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计时器误差要小 B 5/8/2025 17 课后作业 请完成书本P98页的习题1、2！ 5/8/2025 18 Thank you！ Lavf58.41.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.0.1 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.72 $$