《物理人教版必修二 第七章 第九節(jié)《實驗：驗證機械能守恒定律》課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理人教版必修二 第七章 第九節(jié)《實驗：驗證機械能守恒定律》課件（36頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入物理課堂 第九節(jié)實驗 驗證機械能守恒定律 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 掌握利用自由落體運動驗證機械能守恒定律 2 知道實驗的原理 方法和過程 3 會處理實驗數(shù)據(jù) 并能對實驗結(jié)果進(jìn)行討論及誤差分析 重點難點 實驗條件的控制及數(shù)據(jù)處理 一 實驗原理1 機械能守恒定律 1 當(dāng)只有重力做功時 物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化 但機械能的總量保持不變 2 做自由落體運動的物體 只受重力作用 其機械能是守恒的 2 實驗原理圖7 9 1 三 探究步驟1 安裝置 將打點計時器固定在鐵架臺上 用導(dǎo)線將打點計時器與低壓交流電源相連接 2 接電源 打紙帶 把紙帶的一端在重物上用夾子固定好 另一端穿過打點計時器的限位孔 用手提著紙帶使重物?？吭诖螯c計時器附近 接通電源 待打點穩(wěn)定后松開紙帶 讓重物自由下落 重復(fù)幾次 打下3 5條紙帶 2012 金陵中學(xué)高一檢測 某同學(xué)做驗證機械能守恒定律實驗時 不慎將一條挑選出的紙帶一部分損壞 損壞的是前端部分 剩下的一段紙帶上各相鄰點間的距離已測出標(biāo)在圖7 9 3中 單位是cm 已知打點計時器工作頻率為50Hz 重力加速度g取9 8m s2 圖7 9 3 1 重物在2點的速度v2 在5點的速度v5 此過程中動能增加量 Ek 重力勢能減少量 Ep 2 比較得 Ek Ep 填 大于 等于 或 小于 原因是 由以上可得出實驗結(jié)論 3 根據(jù)實驗判斷下列圖象正確的是 其中 Ek表示物體動能的變化 h表示物體下落的高度 圖7 9 4 思路點撥 求某一點的速度時應(yīng)根據(jù)中間時刻的瞬時速度等于該過程的平均速度 因為存在空氣阻力和紙帶與打點計時器間的摩擦阻力 物體在下落過程中減少的重力勢能并不等于增加的動能 2 顯然 Ek Ep 原因是實驗中重錘要克服阻力做功 由以上可得出實驗結(jié)論為 在誤差允許的范圍內(nèi) 機械能守恒 3 物體機械能守恒 應(yīng)有物體減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為增加的動能 即 Ek mg h 可見物體增加的動能與下落的距離成正比 選項C正確 答案 1 1 50m s2 075m s1 03mJ1 06mJ 2 小于實驗中重錘要克服阻力做功在誤差允許的范圍內(nèi) 機械能守恒 3 C 1 誤差分析 1 偶然誤差 測量相關(guān)長度時帶來的 減小的方法是多測幾次取平均值 2 系統(tǒng)誤差 實驗過程中要克服阻力 主要是打點計時器的阻力 做功 故動能的增加量 Ek必定稍小于勢能的減少量 Ep 再者 交流電的頻 率f不是50Hz也會帶來系統(tǒng)誤差 若f 50Hz 由于速度值仍按頻率為50Hz計算 頻率的計算值比實際值偏小 周期值偏大 算得的速度值偏小 動能值也就偏小 使Ek Ep的誤差進(jìn)一步加大 根據(jù)同樣的道理 若f 50Hz 則可能出現(xiàn)Ek Ep的結(jié)果 2 注意事項 1 安裝打點計時器時 必須使兩個限位孔的中線嚴(yán)格豎直 以減小摩擦阻力 2 應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物 增大重力可使阻力的影響相對減小 增大密度可以減小體積 可使空氣阻力減小 在用自由落體法驗證機械能守恒定律的實驗中 1 從下列器材中選出實驗所必需的 其編號為 A 打點計時器 包括紙帶 B 重錘C 天平D 毫米刻度尺E 秒表F 運動小車 2 打點計時器的安裝放置要求為 開始打點計時的時候 應(yīng)先 然后 3 計數(shù)時對所選用的紙帶要求是 4 實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是 使重錘獲得的動能往往 為減小誤差 懸掛在紙帶下的重錘應(yīng)選擇 精講精析 根據(jù)實驗原理可知選用的器材為A B D 2 打點計時器的安裝放置要求底板要豎直 打點計時器靠近底板安裝并固定 實驗時應(yīng)先接通電源 再釋放紙帶 3 計數(shù)時對所選用的紙帶要求是點跡清晰 最初兩點間距離接近2mm 4 實驗中紙帶通過打點計時器的阻力是產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因 由于阻力的作用使重錘獲得的動能往往小于它所減少的重力勢能 為減小誤差 懸掛在紙帶下的重錘應(yīng)選擇質(zhì)量大 密度大的 答案 1 ABD 2 底板要豎直 打點計時器靠近底板安裝并固定接通電源釋放紙帶 3 點跡清晰 最初兩點間距離接近2mm 4 紙帶通過打點計時器的阻力小于它所減少的重力勢能質(zhì)量大 密度大的重錘 利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律 實驗裝置示意圖如圖7 9 5所示 圖7 9 5 1 實驗步驟 將氣墊導(dǎo)軌放在水平面上 桌面高度不低于1m 將導(dǎo)軌調(diào)至水平 用游標(biāo)卡尺測量擋光條的寬度為l 9 30mm 由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s cm 將滑塊移至光電門1左側(cè)某處 待砝碼靜止不動時 釋放滑塊 要求砝碼落地前擋光條已能過光電門2 從數(shù)字計時器 圖中未畫出 上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間 t1和 t2 用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M 再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m 2 用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達(dá)式 滑塊通過光電門1和光電門2時瞬時速度分別為v1 和v2 當(dāng)滑塊通過光電門1和光電門2時 系統(tǒng) 包括滑塊 擋光條 托盤和砝碼 的總動能分別為Ek1 和Ek2 在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中 系統(tǒng)勢能的減少量 Ep 重力加速度為g 3 如果 Ep 則可認(rèn)為驗證了機械能守恒定律 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全