4.2 研究机械能守恒定律(二) 课件(沪科版必修2).pptVIP

（1）计算各点对应的瞬时速度： （2）机械能守恒验证 方法一：利用起始点和第n点 根据公式 ，计算出1、2、3、……、n点的瞬时速度v1、v2、v3、……、vn. 从起始点到第n个计数点，重力势能减少量为mghn，动能增加量为 ，计算ghn和 ，如果在实验误差允许范围内ghn＝ ，则机械能守恒定律得到验证． 二、用自由落下的重物和打点计时器验证机械能守恒 2．数据处理 方法二：任取两点A、B. 计算各计数点 ，以 为纵轴，以各计数点到第一个点的距离h为横轴，根据实验数据绘出 ~h图线.若在误差允许范围内图像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． 从A点到B点，重力势能减少量为mghA－mghB，动能增加量为 ，计算ghAB和 ，如果在实验误差允许范围内ghAB＝ ，则机械能守恒定律得到验证． 方法三：图像法(如图所示) 二、用自由落下的重物和打点计时器验证机械能守恒 1．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 点计时器的摩擦阻力引起的系统误差． 2．测量时采取多次测量求平均值的方法来减小偶然误差，安装打点计 时器使两限位孔中线竖直，并且选择质量适当大些、体积尽量小些 的重物来减小系统误差． 二、用自由落下的重物和打点计时器验证机械能守恒 3．误差分析 （1）打点计时器安装要稳固，并使两限位孔的中线在同一竖直线上， 以减小摩擦阻力． （2）应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对 减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力相对减小． （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）本实验中的两种验证方法均不需要测重物的质量m. （5）速度不能用v＝gt或v＝ 计算，应根据纸带上测得的数据， 利用 计算瞬时速度． 二、用自由落下的重物和打点计时器验证机械能守恒 4．实验注意事项 典例精析 例1 某同学研究小球摆动过程中机械能守恒，他用的DIS的装置如图(a)所示，在实验中，选择以图像方式显示实验的结果，所显示的DIS图像如图(b)所示．图像的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示小球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E. (1)在图(b)中，表示小球的动能Ek随小球距D点的高度h变化关系的图线是________． (2)根据图(b)表示的实验图像，可以得出的结论是___________________________ ___________________________________. 机械能守恒 丙 物体的机械能守恒 典例精析 例2 某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示． (1)请指出实验装置中存在的明显错误：_________________________________. (2)进行实验时，为保证重物下落时初速度为零，应________(选填“A”或“B”)． A．先接通电源，再释放纸带 B．先释放纸带，再接通电源 打点计时器的工作电源是 打点计时器不能接在“直流电源”上 当打点计时器打点时， 纸带已经下落， 打下的第1个点的速度不为零． A 典例精析 例2 某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示． (3)根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1、2、3、4四个点如图乙所示．已测出1、2、3、4到打出的第一个点O的距离分别为h1、h2、h3、h4，打点计时器的打点周期为T.若代入所测数据能满足表达式gh3＝____________，则可验证重物下落过程机械能守恒(用题目中已测出的物理量表示)． ☆实验原理 2、4段的中间时刻 * 第4章 能量守恒与可持续发展 4.2 研究机械能守恒定律（二） ——实验探究：验证机械能守恒定律 学习目标定位 理解实验的设计思路，明确实验中需要直接测量的 物理量. 知道实验选取测量点的有关要求，会根据纸带测定 物体下落的高度,掌握测量瞬时速度的方法. 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. 学习探究区 一、用单摆和DIS装置验证机械能守恒 二、用自由落下的重物和打点 计时器验证机械能守恒 一、用单摆和DIS装置验证机械能守恒 (1)在铁架台上端用铁夹悬挂一个摆球(如图) 1.实验步骤 (2)在方格纸上确定4至5个点作为测量