实验验证机械能守恒定律(课).pptVIP

机械能守恒定律 在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 内容： 表达式： 适用条件： 只有重力做功或弹力做功 知识回顾 在自由落体运动中，若物体下落高度h 时的速度为v ,则 h v mgh = mv 2 1 2 实验原理 在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的机械能保持不变．若物体某时刻瞬时速度为v，下落高度为h，则重力势能的减少量为mgh，动能的增加量为 mv2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律． 打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。 夹子 打点计时器 纸带 重物 ？ 铁架台 实验器材 3、更换纸带，重复几次。 1、将打点计时器固定在铁架台上，把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。 2、用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近。然后先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。 实验步骤 4、在打好点的纸带中挑选“点迹清楚且第一、二两点间距离约为2mm”的一条纸带，在起始点标上O，在选5个连续的点一次标上1、2、3……，用刻度尺依次测出下落高度h1、h2、h3……。 5、计算出个点对应的瞬时速度v1、v2、v3……。 6、计算各点对应的势能减少量mgh，以及增加的动能mv2/2，并进行比较。 1、本实验要不要测量物体的质量？ mgh = mv 2 1 2 gh = v 2 1 2 无需测量物体的质量 操作技巧 纸带上的第一个点为计时起点0 （起始点的速度应该为零，即打点计时器在纸带上打下第一个点时纸带刚开始下落）。 gh = v 2 1 2 1 2 x = gt2 = ×9.8×0.022m ≈2×10-3m = 2 mm 1 2 h 起始点 对于实际获得的纸带，如何判定纸带上的第一个点就是纸带刚开始下落时打下的呢？ 纸带上的头两个点间的距离应接近2mm 操作技巧 2、如何确定计时起点和选取纸带？ 操作技巧 3、若不知起点，如何验证机械能守恒？ 我们可以选取A、B两点，比较它们的机械能EA和EB。若以点B为0 势能点，则有： EKA＋mgΔh＝EKB Δh A B 操作技巧 4、如何测量物体的瞬时速度？ 做匀变速运动的物体一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度。 操作技巧 5、 速度能不能用 v = 2gh 或 v = gt 计算？ 这种方法是根据机械能守恒定律得到的，而我们的目的就是验证机械能守恒定律，所以不能用。 这种方法认为加速度为g ，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际加速度必将小于g，这样得到的速度将大于实际速度，故这种方法也不能用。 6、实际上重物和纸带下落过中要克服阻力做功， 所以动能的增加量要 势能的减少量。 1、打点计时器的两限位孔必须在 ， 以减少摩檫阻力。 2、实验时必须先 ，然后松开纸带让重 锤下落。 4、测量下落高度时，必须从 算起。选取 的各计数点要离起始点远些。 5、实验中因不需要知道动能和势能的具体数值， 故不需测 。 3、多做几次实验，选点迹清晰，且第一、二两 点间距离 的纸带进行测量。 同一竖直线上 接通电源 接近2mm 起始点 物体的质量m 小于 注意事项 测量点n 1 2 3 4 5 6 高度hn /m 速度vn /m/s 势能EP /J 动能EK /J 数据处理 1、计算法 计算出每一点的机械能，看它们是否相等。 数据处理 2、图象法 0 h v 2 1 2 gh = v 2 1 2 该图象的斜率表示什么？ 为什么图象通过原点？ （3）如果所打的纸带，前几个点不清晰，其它点清晰，试说明用这样的纸带怎样验证机械能守恒定律。 例1、在验证机械能守恒定律的实验中： （1）除打点计时器、电源、重锤、纸带以外，在下面的测量仪器中，必需使用的是_______。 A、天平 B、弹簧秤 C、刻度尺 D、秒表 在纸带上选取A、B两点，测出 计算出重力势能的减小量，求出 计算动能的增加量，在误差范围内验证： C （2）如果以 为纵轴，以h为横轴，由实验数据描出的图线是一条通过原点的直线，那么该直线的斜率等 于 。 h 实验当地的重力加速度 例2、①为进行《验证机械能守恒定律》的实验，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器、复写纸、纸带, 低压交流电源,