8.5 实验：验证机械能守恒定律 课件-2026-2027学年高一下学期物理人教版必修第二册

8.5 实验：验证机械能守恒定律 第八章 第5节 高中 物理 人教版 （2019） 必修2 引入新课 摆球小游戏 知识回顾：机械能守恒定律的内容是什么？ 机械能守恒定律：只有重力或弹力做功的系统内， 动能与势能相互转化时总的机械能保持不变。 条件：仅有重力或弹力做功。 一、实验思路 思考：哪些运动满足机械能守恒？ 自由落体运动 物体沿光滑斜面下滑 小球的摆动 平抛运动 一、实验思路 注：忽略空气阻力 计算物体在选定位置上动能与势能的和是否满足 二、数据分析 机械能守恒表达式： 1.守恒的角度：E1=E2 计算重物在某两点间的动能变化和势能变化是否满足 2.转化的角度： △Ek增= △ EP减 三、实验方案探究 4.数据处理 2.所需的器材 3.实验步骤 1.验证的运动 自由落体运动 O B ？ = 方案一 研究自由下落物体的机械能 方案二 研究小球的摆动的机械能 小球的摆动 测出摆长L 记下摆绳的角度θ 四、学生分组实验 问题设计 数据处理 实验步骤 实验器材 实验原理 实验结果 03 02 01 04 误差分析 05 06 在自由落体运动中，如果重力势能的减少量等于动能的增加量，就验证了机械能守恒定律. 铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重物(带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源(4～6 V). 实验一 研究自由下落物体的机械能 （一）实验原理 （二）实验器材 ①按照如图所示装置安装打点计时器 ②将纸带穿过限位孔，压在复写纸下面，下端与重物相连 ③接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带 ④及时切断电源，取下纸带，标上纸带号 ⑤更换纸带，重复以上步骤 ⑥整理器材，使器材复位 （三）实验步骤 方案1：利用起点和距起点较远的点，挑选点迹清晰且开始的两点间距接近2mm的一条纸带，在实验误差允许范围内验证 即可。 1 2 3 4 5 6 7 0 方案2：任取两点A、B,不需要挑选开始的两点间距接近2mm的纸带。 A B Δh 计算重力势能的减少量mghA-mghB动能增加量 即可。 在实验误差允许范围内验证 （四）纸带的处理 B 点的瞬时速度等于 A、C 点之间的平均速度 如何测量物体的瞬时速度? vB = vAC 注意：速度能不能用 v = gt 计算 （五）数据记录 序号 下落高度hn/m 瞬时速度 vn/(m·s-1) ΔEk ΔEp ΔEp—ΔEk 1 2 3 4 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？ 1.重物下落过程中克服阻力做功。 2.减小误差的措施： （1）减小重物下落时受到的空气阻力（选择体积小、密度大的重物）； （2）安装打点计时器时保证两个限位孔竖直； （3）释放纸带时，保证纸带竖直。 系统误差 阻力来源： （1）重物下落过程中受空气阻力； （2）纸带与打点计时器之间存在摩擦阻力. 误差分析 实验二 验证小球的摆动机械能守恒 小球的摆动 测出摆长L 记下摆绳的角度θ d △t mgh = mv 2 1 2 h=L(1－cosθ) 问题设计 1..实验步骤是什么？ 2.需要测量的物理量有哪些？ 3.高度如何得出？ 4.速度怎么计算？ 5.验证的等式是什么？ 实验二 研究小球的摆动的机械能 Administrator (A) - 测出摆长L 记下摆绳的角度θ v= （一）实验器材 气垫导轨、数字计时器、滑块 研究沿斜面下滑物体的机械能的实验装置 实验三 研究沿斜面下滑物体的机械能 实验三 研究沿斜面下滑物体的机械能 一、实验思路 二、实验方案 1.研究自由下落物体的机械能 2.研究小球的摆动的机械能 3.研究沿斜面下滑物体的机械能 满足机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功，或重力势能↔动能 ∆EP=∆Ek 三、数据分析 重力势能的减少=动能的增量： 课堂小结 作业 完成同步训练的第1、2、3 题 感谢您的倾听 $