实验验证机械能守恒定律-PPT.ppt

实验验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律。【实验目的】【实验目的】【实验目的】【实验目的】如果忽略空气的阻力，这时物体的机械能守恒，即重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m，下落距离为h时物体的瞬时速度为V，则势能减少mgh，动能增加，故有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可以相互转化，但总的机械能守恒。【实验原理】【实验原理】【实验原理】【实验原理】mgh利用打点计时器打出的纸带，测出重物下落的高度h，利用时间t内的平均速度等于该段时间中点时刻的瞬时速度，算出对应时刻的瞬时速度V，即可验证机械能是否守恒。hV铁架台（带铁夹）、电火花计时器或打点计时器、直尺、重锤、纸带、复写纸片、导线、电源。【实验器材】【实验器材】【实验器材】【实验器材】【实验内容】【实验内容】【实验内容】【实验内容】1、步骤(1)如图所示，把打点计时器竖直地固定在置于桌边的铁架台上，将打点计时器与电源连接好。(2)将纸带穿过电火花记时器或打点计时器的限位孔，并把纸带的一端固定在重物上，使重物停靠在打点计时器的地方，先用手提着纸带。(3)先接通电源，松开纸带，让重物带着纸带自由下落，计时器就在纸带上打下一列小点。电火花计时器纸带夹子重物(4)重复几次，得到35条纸带。(5)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，记下第一个点的位置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个连续的点1、2、3，并用刻度尺依次测出各点到位置O的距离，这些距离就是物体运动到点1、2、3、时下落的高度h1、h2、h3。(6)应用平均速度就是中间时刻的瞬时速度的方法，计算出各点对应的瞬时速度V1、V2、V3。(7)把得到的数据真入表格里，计算各点对应的势能减少量mgh，以及增加的动能mV2/2，并比较是否跟理论一致。计算时g取当地的数值。演示大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流2、记录及数据处理g9.8m/s2，T0.02s。AOEDCBh3(OD)h1(OB)h2(OC)Ep1mgh1Ep2mgh2Ep3mgh3S1(AB)S2(BC)S3(CD)S4(DE)3、结论：(1)安安装装计计时时器器时时竖竖直直架架稳稳，计计时时器器的的两两限限位位孔孔必必须须在在同同一竖直线上，以减少重物带动纸带下落过程受到的阻力。一竖直线上，以减少重物带动纸带下落过程受到的阻力。(2)实验时必须先接通电源，然后松开纸带让重物下落。实验时必须先接通电源，然后松开纸带让重物下落。(3)测测量量下下落落高高度度时时，必必须须从从起起始始点点算算起起。选选取取的的各各计计数数点点要要离离起起始始点点远远些些，可可减减少少物物体体下下落落距距离离h的的测测量量误误差差。纸纸带带不不宜宜过过长长，约约40即即可可。因因重重物物自自由由下下落落时时的的加加速速度度较较大大，每每两两个个计计数数点点间间的的时时间间间间隔隔不不一一定定取取连连打打5个个点点的时间为计时单位。的时间为计时单位。【注意事项】【注意事项】【注意事项】【注意事项】(4)实实验验中中因因不不需需要要知知道道动动能能和和势势能能的的具具体体数数值值，故不需测物体的质量故不需测物体的质量m。(5)实实际际上上重重物物和和纸纸带带下下落落过过中中要要克克服服阻阻力力做做功功，所以动能的增加量要小于势能的减少量。所以动能的增加量要小于势能的减少量。(6)纸纸带带的的上上端端最最好好不不要要悬悬空空提提着着，要要保保证证重重物物下下落落的的初初速速度度为为零零，并并且且纸纸带带上上打打出出的的第第一一个个点点是清晰的小点。是清晰的小点。(7)纸纸带带挑挑选选的的标标准准是是第第一一、二二两两点点间间的的距距离离接接近近2mm。(1)由由于于测测量量长长度度带带来来的的误误差差属属偶偶然然误误差差，减减小小的的办办法法一一是是测测距距离离时时都都从从起起点点O量量起起，二二是是多多测测几次取平均值。几次取平均值。(2)实实际际上上重重物物和和纸纸带带下下落落过过程程中中要要克克服服阻阻力力(主主要要是是打打点点计计时时器器的的阻阻力力)做做功功，故故动动能能的的增增加加量量EK必必定定稍稍小小于于势势能能的的减减少少量量EP，这这是是属属于于系系统误差。统误差。【误差分析】【误差分析】【误差分析】【误差分析】【实验练习】【实验练习】【实验练习】【实验练习】1、在在“验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律”的的实实验验中中，下下面面叙叙述述正正确的是确的是 A应用天平称出重物的质量应用天平称出重物的质量。B应应当当选选用用点点迹迹清清晰晰，第第一一、二二两两点点距距离离约约2mm的的纸纸带进行测量。带进行测量。C操作时应先放纸带，后接通电源操作时应先放纸带，后接通电源。D打点计时器应接在电压为打点计时器应接在电压为46V的直流电源上的直流电源上。答案：B2、在在验验证证重重锤锤自自由由下下落落过过程程中中机机械械能能守守恒恒的的实实验验中中，下下列说法正确的是列说法正确的是 A实实验验时时，应应先先接接通通打打点点计计时时器器，等等打打点点稳稳定定后后再再释释放纸带放纸带B必须用天平称量所用重锤的质量必须用天平称量所用重锤的质量C为为了了方方便便，应应在在打打下下的的纸纸带带上上每每5个个点点取取一一个个计计数数点点进行测量和计算进行测量和计算D本本实实验验的的系系统统误误差差，总总是是使使重重力力势势能能的的减减少少量量大大于于动能的增加量动能的增加量 答案：AD3、在、在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中：的实验中：需需直直接接测测量量的的物物理理量量是是_；间间接接测测量量的的物物理理量量是是_。参考答案：重锤下落的高度h重锤运动的速度V4、在在“验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律”的的实实验验中中，要要验验证证重重锤锤下下落落时时重重力力势势能能的的减减少少等等于于它它动动能能的的增增加加，以以下下步步骤骤仅仅是是实实验验中中的的一一部部分分，在在这这些些步步骤骤中中多多余余的的或或错错误误的的有有()A用天平称出重锤的质量用天平称出重锤的质量B把把电电火火花花计计时时器器固固定定到到铁铁架架台台上上，并并用用导导线线把把它它和和低压交流电源连接起来低压交流电源连接起来C把把纸纸带带的的一一端端固固定定到到重重锤锤上上，另另一一端端穿穿过过电电火火花花计计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度D接通电源，释放纸带接通电源，释放纸带E用秒表测出重锤下落的时间用秒表测出重锤下落的时间ABE