验证机械能守恒定律实验.ppt

实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律2 2、实验原理、实验原理研究在自由落体运动中：研究在自由落体运动中：？OABCD方案方案1：从起点开始计算：从起点开始计算方案方案2：从一般位置开始计算：从一般位置开始计算实实验验器器材材实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻实验器材：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。度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。夹子夹子打点计时器打点计时器纸带纸带重物重物？铁架台铁架台思考题思考题重物选取的原则是什么重物选取的原则是什么?为什么为什么?密度比较大，质量相对比较大，可以减小因为空密度比较大，质量相对比较大，可以减小因为空气阻力带来的误差气阻力带来的误差 实验中还有哪些应该注意的地方实验中还有哪些应该注意的地方?计时器要稳定在铁架台上，计时器平面与纸带限计时器要稳定在铁架台上，计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，铁架台放在桌边，计时器位孔调整在竖直方向，铁架台放在桌边，计时器距地面的距离大约是距地面的距离大约是1 m这样做的目的是什么这样做的目的是什么?计时器平面与纸带限位孔在竖直方向上的目的是计时器平面与纸带限位孔在竖直方向上的目的是减小摩擦以减小实验误差的产生，铁架台放在桌减小摩擦以减小实验误差的产生，铁架台放在桌边有利于重物下落到地面上，计时器距地面的距边有利于重物下落到地面上，计时器距地面的距离较大的目的是能够有充足的时间使重物下落，离较大的目的是能够有充足的时间使重物下落，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算算1把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生电源和打点计时器接好电源和打点计时器接好2把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近重锤停靠在打点计时器附近3接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重锤自由下落，打点计时器应该在纸带上打出让重锤自由下落，打点计时器应该在纸带上打出一系列的点一系列的点 4重复上一步的过程，打三到五条纸带重复上一步的过程，打三到五条纸带 5选择一条点迹清晰且第选择一条点迹清晰且第l、2点间距离接近点间距离接近2 mm的纸带，在起始点标上的纸带，在起始点标上0，以后各点依次为，以后各点依次为1、2、3用刻度尺测量对应下落的高度用刻度尺测量对应下落的高度h1h2h3，记人表格中记人表格中实实验验步步骤骤6用公式用公式vn=(hn+1-hn-1)/2t，计算出各点的瞬时，计算出各点的瞬时速度速度v1、v2、v3并记录在表格中并记录在表格中7计算各点的重力势能的减少量计算各点的重力势能的减少量mgh。和动能。和动能的增加量，并进行比较看是否相等，将数值的增加量，并进行比较看是否相等，将数值填人表格内填人表格内 测量点测量点n123456高度高度hn/m速度速度vn/m/s势能势能EP /J动能动能EK /J问问题题1本实验要不要测量物体的质量？本实验要不要测量物体的质量？mgh=mv 21 12 2gh=v 21 12 2无需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如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须要知道物体的质量。数据，那就必须要知道物体的质量。问问题题2纸带上的第一个点为计时起点纸带上的第一个点为计时起点0 0（起始点的速度应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带刚开始下落）。）。gh=v 21 12 212x=gt2=9.80.022m 210-3m=2 mm12h起始点起始点对于实际获得的纸带，如何判定纸带上的第一个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？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纸带上的头两个点间的距离应接近2mm。思思考考可以回避起始点（可以回避起始点（即处理纸带时可以不用到起始即处理纸带时可以不用到起始点点）我们可以选取我们可以选取A、B两点，比较它们的机械两点，比较它们的机械能能EA和和EB。若以点。若以点B为为0 势能点，则有：势能点，则有：EKAmghEKBhAB思思考考速度能不能用速度能不能用 v=2gh 或或 v=gt 计算？计算？这种方法认为加速度为这种方法认为加速度为g，由于各种摩擦阻力不可，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际加速度必将小于避免，所以实际加速度必将小于g，这样将得到机械，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，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。故这种方法也不能用。这种方法是根据机械能守恒定律得到的，而我们的目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。的就是验证机械能守恒定律，所以不能用。如何测量物体的瞬时速度如何测量物体的瞬时速度?vB=vAC0hv 21 12 2图图象象法法处处理理数数据据gh=v 21 12 2该图象的该图象的斜率表示斜率表示什么？什么？为什么图为什么图象通过原象通过原点？点？1.1.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：(1)(1)现有器材是：打点计时器；低压电源；纸带；带现有器材是：打点计时器；低压电源；纸带；带夹子的重物；刻度尺；天平；导线；铁架台。其中夹子的重物；刻度尺；天平；导线；铁架台。其中该实验不需要的器材是该实验不需要的器材是_。(2)(2)实验中，要从几条打上点的纸带中挑选第一、二实验中，要从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近两点间的距离接近 _mm_mm并且点迹清晰的纸带进并且点迹清晰的纸带进行测量。行测量。(3)(3)某学生在实验中器材安装正确，操作规范，所用某学生在实验中器材安装正确，操作规范，所用交流电的频率为交流电的频率为50Hz50Hz，但验证结果是重物增加的动，但验证结果是重物增加的动能稍小于它减少的重力势能，其主要原因是能稍小于它减少的重力势能，其主要原因是_。天平天平h=gt2/2=100.022/2=0.002m=2mm纸带受到的摩擦和空气阻力做负功纸带受到的摩擦和空气阻力做负功3.3.在验证机械能守恒定律时，将重物自由下落，纸带在验证机械能守恒定律时，将重物自由下落，纸带记录如图所示（计算结果取记录如图所示（计算结果取2 2位有效数字）位有效数字）T=0.02sT=0.02s图中纸带左端为与重物相连端，图中纸带左端为与重物相连端，0 0点为重物静止时所记点为重物静止时所记录的点，录的点，ABCABC三个记数点为打点计时之点，则重物下三个记数点为打点计时之点，则重物下落落hBhB距离时，其速度距离时，其速度V VB B可用计算式可用计算式V VB B=_ =_ 进行计算，根据图示数据求出进行计算，根据图示数据求出V VB B=_m/s=_m/s；重；重物重力势能减少量为物重力势能减少量为_，动能增加量为，动能增加量为_，两者不完全相同的原因是，两者不完全相同的原因是_实验中需要的测量仪器是实验中需要的测量仪器是_(AB+BC)/2T1.61.5J1.3J打点计时器打点计时器,刻度尺刻度尺下落过程中下落过程中,重物克服摩擦和空气阻力做功重物克服摩擦和空气阻力做功,部分机械能转化为内能部分机械能转化为内能此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！