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1、9必修二人教版 验证机械能守恒定律物理课件,机械能守恒的各种情况,一、实验原理,在只有重力做功的运动过程中，只要能够确定任意两点的高度h(或高度差h)和速度v，就可以验证这个过程的机械能是否守恒。,或,计算物体的速度，可有三种方法,该实验应选哪一个？,第1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。第2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，这样将得到机械能增加的结论，有阻力作用机械能应该是减少的，故这种方法也不能用。,由公式，或由 算出。,如图所示：测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落
2、的距离sn和sn+1，,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,二、实验器材：,1.按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。,2.把纸带的一端在重物上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近，纸带上端用夹子夹住。,3.接通电源，松开纸带，让重物自由下落。,4.重复几次，得到35条打好点的纸带。,三、实验步骤:,5.在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3用刻度尺测出对应下落高度h1、
3、h2、h3,7计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量 进行比较。,实验步骤,1打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。,2选用纸带时应尽量挑第一，二两点间距接近2mm且点还清晰的纸带。,4因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。,3.实验时，必须先接通电源，让打点计时器工作正常后再松开纸带让重物下落,四、注意事项:,五、误差分析：,（1）来自纸带与计时器间的摩擦。故计时器平面要竖直，纸带与计时器平面要平行，要采用电火花计时器。,（3）选计数点时，相邻计数点间的距离要尽可能拉开些，使求得的速度误差小些。,（2）交流电的频率不稳定引起的误差。
4、,思考1：为什么本实验不用测量物体的质量？,无需测量物体的质量,如果实验要求计算势能和动能的具体数值，那就必须要知道物体的质量。,以纸带上的第一个点为计时起点O（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）。,起始点,思考2.为什么纸带上的前两个点间的距离应接近2mm？,思考3：可以回避起始点吗?（即处理纸带时可以不用起始点吗）,可以。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为零势能点，则有：EkAmghEkB,因重物下落中要克服阻力做功，实验的动能增加量必定稍小于重力势能减少量,思考4：为什么动能增加量稍小于重力势能减少量？,1.实验装置,其他
5、验证方法一：利用气垫导轨验证机械能守恒,2.数据处理,实验步骤,其他验证方法二：利用频闪照片验证机械能守恒,比例1:1 频闪时间间隔T,1.为进行“验证机械能守恒”实验，有下列器材可选用：铁架台、打点计时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、电键、天平，其中不必要的器材是_;缺少的器材是。,秒表、天平、低压直流电源,低压交流电源、刻度尺、重物,通过原点的直线,2.在验证机械能守恒定律时，如果以v22为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于 的数值。,g,3.“验证牛顿第二定律”及“验证机械能守恒定律”这两个实验，它们的共同之处是（）A都要用打点计
6、时器B都要用天平测质量C都要用刻度尺测位移D都要计算瞬时速度,AC,4.在“验证机械能守恒定律”的实验中，需直接测量的物理量是（）A重物的质量B重力加速度C重物下落的高度D与下落高度对应的重物的瞬时速度,C,5.（2012合浦高一检测）下面列出的实验步骤中有些是用来验证机械能守恒定律的：（A）让纸带穿过打点时器，并用手提着纸带，使重物在靠近打点计时器处静止；（B）接通电源，第一个点打出来后，再松开纸带，让重物与纸带自由落下；（C）把打点计时器竖直地架在铁架台上，将纸带固定在重物上；,（D）测出重物的质量 m；（E）用秒表测出重物下落的时间。以上多余的实验步骤是：、。（填写序号，下同）实验步骤的
7、正确排列顺序是：、。,D,E,B,A,C,6.某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O点为重物下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重物质量为1kg。,打点计时器打出B点时，重物下落的速度vB=_m/s，重物的动能EkB=J。,从开始下落算起，打点计时器打B点时，重物的重力势能的减小量为 J。根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重物从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是。,1.175,0.69,0.69,机械能守恒,1.实验方法：验证自由落体运动中机械能守恒。2.要注意的问题：实验的误差来源。3.速度的测量：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度。,
