2018秋沪科版高中物理必修2课件：4.5 实验-验证机械能守恒定律(共27张PPT)

实验:验证机械能守恒定律 一、实验目的 使用打点计时器验证在只有重力做功时,物体的机械能守恒定律。 二、实验原理 只有重力做功时,重力势能和动能相互转化,机械能守恒,重力势能的减少量等于动能的增加量。 三、实验器材 方案一:铁架台、摆球、铅笔、DIS装置、刻度尺。 方案二:铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重物、纸带(带夹子)、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源(4~6 V)。 探究突破 典例剖析 实验步骤 方案一:用摆球和DIS装置验证机械能守恒定律 (一)实验步骤 1.在铁架台上端用铁架悬挂一个摆球。 2.在方格纸上确定4至5个点作为测量点。 3.安装光电传感器,并使之与数据采集器相连接。 4.让小球从某一高度向下摆动。分别测定摆球在摆动过程中任意时刻的动能和重力势能。 5.研究每一个测量点上机械能的总量有什么特点。 探究突破 典例剖析 (二)注意事项 1.小球运动时,应使其轨迹在同一竖直面内,避免做圆锥摆运动。 2.调整带方格纸的木板,应使其竖线在竖直方向上。 3.为准确测定小球在各位置的瞬时速度,可在小球下部安置一块挡光片,并确保挡光片在竖直面内。 探究突破 典例剖析 方案二:用自由落下的重物和打点计时器验证机械能守恒定律 (一)实验步骤 探究突破 典例剖析 1.安装置 按图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上,接好电路。 2.打纸带 将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,用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。先接通电源,后松开纸带,让重物带着纸带自由下落。更换纸带重复做3~5次实验。 3.选纸带 选点迹清晰,且1、2两点间距离接近2 mm的纸带。这是为了保证纸带上的第一个点为重物静止释放时打的点,所以前两个点的间距为h= gt2=2 mm。把纸带上打出的两点间的距离为2 mm的第一点作为起始点,记作0,在以后各点依次标上1、2、3、… 探究突破 典例剖析 4.测距离 用刻度尺测出0点到1、2、3、…的距离,即为对应下落的高度h1、h2、h3、… (二)数据处理 1.求瞬时速度 由公式vn= 计算出各计数点的瞬时速度v1、v2、v3、…、vn。 探究突破 典例剖析 2.验证机械能守恒定律 方法一:利用起始点 方法二:任取两点计算 (1)任取两点A、B测出hAB,求出ghAB。 探究突破