第六章　第7课时　实验七：验证机械能守恒定律.pptx

;;;;1.实验原理：通过实验，求出做自由落体运动

物体的和对应过程动能的

增加量，在实验误差允许范围内，若二者相等，

说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律。

2.实验器材：打点计时器、交流电源、纸带、

复写纸(墨粉)、夹子、重物、、铁架

台(带铁夹)、导线。;3.实验过程

(1)安装器材：将打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器与电源相连。

(2)打纸带：用手竖直提起纸带，使重物停靠在打点计时器下方附近，先

，再，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新的纸带重打几条(3～5条)纸带。

(3)选纸带：点迹清晰，且所选用的点在同一条直线上。;4.数据处理

(1)求瞬时速度;注意：应选取最初第1、2两点距离接近的纸带(电源频率为50Hz)。;方案二：任取两点计算

①任取两点A、B，测出hAB，算出mghAB。;方案三：图像法;5.注意事项

(1)打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直线上，以减少。

(2)重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。

(3)应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落。

(4)测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用vn＝，不能

用vn＝或vn＝gt来计算。

(5)此实验中不需要测量重物的质量。;例1(2023·北京市东城区一模)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为g。

(1)除图中所示的装置之外，还必须使用的器材是______；

A.直流电源、天平(含砝码)

B.直流电源、刻度尺

C.交流电源、天平(含砝码)

D.交流电源、刻度尺;打点计时器需要用交流电源，测量速度及重力势能的变化量需要测量纸带上某些点间的距离，则需要刻度尺，故选D。;(2)下面列举了该实验的几个操作步骤：

A.按照图示安装好实验器材并连接好电源

B.先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带

C.测量纸带???某些点间的距离

D.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能

是否等于其增加的动能

其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是_____(选填步骤前的字母)；;按照题图所示安装好实验器材并连接好电源，故A正确，

不符合题意；

为充分利用纸带，应先接通电源开关，再打开夹子释放

纸带，故B错误，符合题意；

测量纸带上某些点间的距离，用来表示重力势能的变化，

故C正确，不符合题意；

根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能，验证机械能是否守恒，故D正确，不符合题意。;(3)如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，若相邻两点的打点时间间隔为T，重锤质量为m，根据这些条件计算重锤从静止释放到下落OC距离时的重力势能减少量

ΔEp＝___________，动能增加量ΔEk＝__________；在实际计算中发现，

重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是________

___________________。;重力势能减少量为ΔEp＝mg(s0＋s1);例2如图甲所示，学生将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验(已知当地的重力加速度为g)。;(1)实验室提供的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是_____和_____。

A.天平及砝码 B.毫米刻度尺

C.直流电源 D.交流电源;(2)实验中得到如图乙所示的一条纸带(部分)。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC，已知打点

计时器打点的周期为T，打出B点时，重物的瞬时速度大小vB＝________，

设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量

ΔEp＝______，动能增加量ΔEk＝__________。;;(3)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，其原因可能是_________________________________________。为了减小实验误差，在两个体积相同、质量不同的重物