9验证机械能守恒定律20080517

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,9,实验：验证机械能守恒定律,本实验借助的物理现象是：,实验目的,验证机械能守恒定律,自由落体运动,实验原理,请同学们完成以下填空：,物体做自由落体运动，只有_做功，物体的 _与_ 相互转化，但总的机械能不变。若物体的某一时刻的瞬时速度是v，下落高度是h,则有_,即 验 证：,h,v,实验方法,请同学们阅读教材“实验方法”部分并回答以下问题,1、本实验需要哪些器材？,2、简述实验步骤,3、本实验要不要测物体的质量？,4、讨论课文中“纸带上某两点”如何选取？,5、重物的速度如何测量？,问题1,1、本实验需要哪些器材？,电火花计时器,重物,纸带,铁架台（带铁夹）,刻度尺,问题2,2、简述实验步骤,按照课本所示装置安装打点计时器,将纸带穿过计时器，下端与重物相连,先接通电源后释放纸带,更换纸带，重复以上步骤,选择纸带，处理数据,问题3,3、本实验要不要测物体的质量？,不需要测量物体的质量,只证明,如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须知道物体的质量,（即：用天平测物体的质量）,gh=,v,2,1,2,mgh=,mv,2,1,2,问题4,4、讨论课文中“纸带上,某两点,的距离等于重物”中的“,某两点,”如何选取？,h,v,我们验证,：,需要从起始点开始算起，,如右图：,可以想一想2mm是怎么来的？,问题4,实际上我们完全可以回避起始点的,7,1,13,我们可以选取7、13两点，比较它们的机械能E,7,和E,13,以点13为0势能参考点，则有：,E,K7,mghE,K13,问题5,我们分别回答以上问题,5、重物的速度如何测量？,重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出，这样也就知道了它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能。比较重物在某两点的动能与势能之和，就能验证机械能是否守恒。,速度测量,利用匀变速直线运动的规律,可以用,AC,的平均速度代表,B,的瞬时速度。,请同学们独立推导此表达式,推导,利用匀变速直线运动的规律,如图A、B、C是纸带上相邻的三个点，纸带以加速度a做匀加速运动，所以A、C两点的距离可以表示为：,A、C的平均速度：,另一方面,所以,结合v-t图象了解瞬时速度和时间中点的平均速度相等的物理意义,推导,利用匀变速直线运动的规律,结论,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。,辨析,计算物体的速度，可有三种方法,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,注意事项,怎样减少阻力？,1、安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。,2、应选用质量和密度较大的重物，可使摩擦阻力，空气阻力相对减小。,注意事项,以哪两个点作为始末位置最为合适？,实验用的纸带一般小于1m，从起始点开始大约能打出20个点左右。末位置的点可选择倒数第一个点或倒数第二个点，从这一个点向前数46个点当初位置的点，可以减小这两个点的瞬时速度以及两点之间距离（高度h）测量的误差。,误差分析,E,P,E,K,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,可以多次测量。,实验报告的主要内容,练习,1、为进行“验证机械能守恒定律”的,实验，有下列器材可供选用：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。,其中不必要的器材有：,；,缺少的器材是,。,不必要的器材有：,秒表、低压直流电源、天平。,缺少的器材是,:,低压交流电源、重锤、刻度尺,通过原点的直线、,g,.,2、在验证机械能守恒定律时，如果以,v,2,2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。,练习,一、实验方法,验证用自由落体运动中机械能守恒,二、要注意的问题,实验的误差来源,三、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,小结,能量守恒定律与能源,二、能量的不同形式：,机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、原子能等,一、能量的定义：,一个物体,能够对外做功,，,我们就说这个物体具有能量。,讨论与思考：,能量之间有联系吗？说一说：,太阳能的利用：,太阳能转化为电能。,内燃机车：,内能转化机械能。,水电站：,水的机械能转化为电能,水果电池：,化学能转化为电能。,三、能的转化,能,量之间的转化是通过,做功,实现的。,不同形式的能之间可以在一定条件的情况下,相互转化,，而且在转化过程中,总量保持不变,。,四、功是能量转化的量度,五,.,能量守恒定律,内容：,能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式,转化,为其他形式，或者从一个物体,转移,到另一个物体，而在转化和转移过程中，,能量的总量保持不变,问题讨论：,1,、指出下列现象中能量的转化或转移情况：,（,1,）人在跑步时，身体发热（）,（,2,）风吹动帆船前进（）,（,3,）放在火炉旁的冷水变热（）,（,4,）电流通过灯泡，灯泡发光（）,（,5,）植物进行光合作用（）,既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我们还要节约能源呢？,能量耗散,课后思考：,请你分析一下，高处水槽中水的势能共转变成哪几种形式的能，说明这个机器是否能够永远运动下去,问题讨论：,1,、图中容器,A,、,B,各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定。,A,、,B,的底部由带有阀门,K,的管道相连。整个装置与外界绝热。原先，,A,中水面比,B,中的高。打开阀门，使,A,中的水逐渐向,B,中流，最后达到平衡。在这个过程中,(),A,大气压力对水做功，水的内能增加,B,水克服大气压力做功，水的内能减少,C,大气压力对水不做功，水的内能不变,D,大气压力对水不做功，水的内能增加,答案：,BC,