《实验：验证机械能守恒定律》机械能守恒定律PPT优秀课件

《实验：验证机械能守恒定律》机械能守恒定律PPT优秀课件

第一部分内容：学习目标

1.明确验证机械能守恒定律的基本思路并能进行相关量的测量.

2.能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论，能定性地分析产生误差的原因.

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验证机械能守恒定律PPT，第二部分内容：01明确原理　提炼方法

一、实验思路

机械能守恒的前提是“只有___________做功”，因此研究过程一定要满足这一条件.本节实验我们以只有重力做功的过程进行研究.

二、物理量的测量及数据分析

只有重力做功时，只发生重力势能和动能的转化.

(1)要验证的表达式：12mv22＋mgh2＝__________或：12mv22－12mv12＝__________.

(2)所需测量的物理量：物体所处两位置之间的________，及物体的________.

三、参考案例

案例1　研究自由下落物体的机械能

1.实验器材

铁架台(带铁夹)、________________、重物(带夹子)、________、复写纸(或墨粉盘)、导线、毫米刻度尺、交流电源.

2.实验步骤

(1)安装装置：按图1甲所示把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与电源连接好.

(2)打纸带：在纸带的一端把重物用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近.先接通电源后释放纸带，让重物拉着纸带自由下落.重复几次，得到3～5条打好点的纸带.

(3)选纸带并测量：选择一条点迹清晰的纸带，确定要研究的开始和结束的位置，测量两位置之间的距离Δh及两位置时的速度，代入表达式进行验证.

3.数据处理

(1)计算各点对应的瞬时速度：如图乙所示，根据公式vn＝hn＋1－hn－12T，计算出某一点的瞬时速度vn.

(2)机械能守恒定律的验证

方法一：利用起始点和第n点.

选择开始的两点间距接近2 mm的一条纸带，打的第一个点为起始点，如果在实验误差允许范围内mghn＝12mvn2，则机械能守恒定律得到验证.

方法二：任取两点A、B.

如果在实验误差允许范围内mghAB＝12mvB2－12mvA2，则机械守恒定律得到验证.

方法三：图像法(如图2所示).

若在实验误差允许范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律.

4.误差分析

本实验的误差主要是由纸带测量产生的偶然误差以及重物和纸带运动中的空气阻力及打点计时器的____________引起的系统误差.

5.实验注意事项

(1)打点计时器安装时，要使两限位孔的中线在同一______线上，以减小摩擦阻力.

(2)应选用质量和密度较______的重物. ______密度可以减小体积，可使空气阻力的影响相对减小.

(3)实验时，应先接通电源，让打点计时器正常工作后再松开纸带让重物下落.

(4)本实验中的几种验证方法均______(填“需要”或“不需要”)测重物的质量m.

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验证机械能守恒定律PPT，第三部分内容：02精析典题　提升能力

一、研究自由下落物体的机械能

例1　(2018·双峰一中高一下学期期末)某同学用如图4甲所示装置“验证机械能守恒定律”时，所用交流电源的频率为50 Hz，得到如图乙所示的纸带.选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0＝19.00 cm，点A、C间的距离为s1＝8.36 cm，点C、E间的距离为s2＝9.88 cm，g取9.8 m/s2，测得重物的质量为m＝1 kg.

(1)下列做法正确的有________.

A.必须要称出重物和夹子的质量

B.图中两限位孔必须在同一竖直线上

C.将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器

D.实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源

E.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置

(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是_____J，打下C点时重物的速度大小是_____ m/s.(结果均保留三位有效数字)

(3)根据纸带算出打下各点时重物的速度v，量出下落距离s，则以  为纵坐标、s为横坐标画出的图像应是下列选项中的________.

二、研究沿斜面下滑物体的机械能

例2　现利用如图5所示装置“验证机械能守恒定律”.图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出.让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10－2 s、2.00×10－2 s.已知滑块质量为2.00 kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00 cm，光电门1和2之间的距离为0.54 m，g取9.80 m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度.(结果均保留三位有效数字)

(1)滑块通过光电门1时的速度v1＝________ m/s，通过光电门2时的速度v2＝______ m/s.

(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为______ J，重力势能的减少量为________ J.

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验证机械能守恒定律PPT，第四部分内容：03随堂演练　逐点落实

1.如图8为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图.现有的器材为：带夹子的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带夹子的重锤.回答下列问题：

(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_____.

(填入正确选项前的字母)

C.低压直流电源

D.低压交流电源

(2)实验中产生误差的原因有：①纸带和打点计时器之间有摩擦.②用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差.③计算势能变化时，选取的始、末位置过近.④存在空气阻力(任选其二)

(写出两个原因即可).

(3)实验中由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样将造成________.

2.(2018·贵阳市高一下学期期末)某同学用图9(a)所示的实验装置“验证机械能守恒定律”，图(b)是用6 V、50 Hz的打点计时器打出的一条纸带，O点为重锤下落的起点，选取的计数点A、B、C、D到O点的距离在图中已标出，重力加速度g取9.8 m/s2，重锤的质量为1 kg.(计算结果均保留两位有效数字)

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