高中物理实验验证机械能守恒定律推选优秀ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,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,高中物理实验(shyn)验证机械能守恒定律,第一页，共25页。,9,实验：验证机械能守恒定律,第二页，共25页。,复习(fx)回顾,1、什么叫机械能守恒？,2、机械能守恒的条件(tiojin)是什么？,3、自由落体运动的物体，机械能守恒吗？,质量为m的物体(wt)从O点自由下落，以地面为零参考面，经过A、B两点的速度分别为VA和VB，A、B两点距地面的高度分别为hA、hB。,4,、如何推导机械能守恒的表达式？,第三页，共25页。,在验证机械能守恒定律的实验中，需直接(zhji)测量的物理量是 ,EKAmghEKB,可以回避起始点吗（即处理纸带(zh di)时可以不用到起始点吗）?,实验(shyn)步骤与操作,实验(shyn)步骤与操作,EKAmghEKB,C都要用刻度尺测位移D都要计算瞬时速度,D每打完一条纸带(zh di)，活动复写纸位置,纸带上的第一个点为计时起点0（起始点的速度应该(ynggi)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）。,5、释放纸带时应注意什么问题？,实验(shyn)原理,通过(tnggu)本实验，我们可以得到的结论是：,先通电源，再释放(shfng)纸带,重物(zhn w)重力势能减少量为_，动能增加量为_，两者不完全相同的原因是_实验中需要的测量仪器_,B把纸带固定在重锤上；,实验(shyn)原理,本实验(shyn)借助,实验(shyn)目的,验证(ynzhng)机械能守恒定律,自由落体运动,第四页，共25页。,实验(shyn)原理,在自由落体运动(yndng)中，若物体下落高度h 时的速度为v,则,h,v,mgh,=,mv,2,1,2,第五页，共25页。,实验(shyn)原理,2,A,2,B,2,1,2,1,mv,mv,mg,h,-,=,？,要证明(zhngmng)上式是否成立，需要测量哪些物理量？,如何(rh)测量这些物理量？,第六页，共25页。,测量这些物理量，需要(xyo)哪些器材？,实验(shyn)器材,重物、打点(d din)计时器、纸带、交流电源、铁架台、夹子、毫米刻度尺,第七页，共25页。,实验(shyn)步骤与操作,1、选择重物时，选轻一点(y din)的好还是重一点(y din)的好？为什么？,我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验(shyn)的影响，应采用密度较大的重物。,第八页，共25页。,实验步骤(bzhu)与操作,2、安装打点计时器时，应注意(zh y)什么问题？,计时器平面与纸带限位孔调整(tiozhng)在竖直方向，计时器要稳定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。,3,、这样做的目的是什么,?,减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差；保证重物有足够的下落空间，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算,第九页，共25页。,实验(shyn)步骤与操作,4、实验时，接通电源和释放纸带(zh di)的顺序怎样？,先通电源，再释放(shfng)纸带,5,、释放纸带时应注意什么问题？,释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端，确保重物由静止释放。,第十页，共25页。,保证重物有足够的下落空间，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算,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。,注意：必须(bx)保证纸带上的第一个点迹清晰，且是放手时打下的第一个点。,第二十三页，共25页。,按照课本所示装置安装打点计时器,可以回避起始点吗（即处理纸带(zh di)时可以不用到起始点吗）?,第二十二页，共25页。,可以回避起始点吗（即处理纸带(zh di)时可以不用到起始点吗）?,实验(shyn)原理,B用秒表测量重物下落的时间,C都要用刻度尺测位移D都要计算瞬时速度,按如下实验步骤(bzhu)进行实验,1.按照课本所示装置安装打点计时器,2.将纸带穿过计时器，下端与重物相连,3.接通电源，待计时器工作稳定(wndng)后释放纸带,4.及时切断电源，取下纸带，标上纸带号,5.更换纸带，重复以上步骤,6.整理器材，使器材复位,实验步骤(bzhu)与操作,第十一页，共25页。,问题(wnt)1,本实验(shyn)要不要测量物体的质量？,m,gh,=,m,v,2,1,2,gh,=,v,2,1,2,无需测量(cling)物体的质量,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。,第十二页，共25页。,问题(wnt)2,纸带上的第一个点为计时起点0（起始点的速度应该(ynggi)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）。,g,h,=,v,2,1,2,1,2,x,=,gt,2,=,9.8,0.02,2,m,2,10,-3,m,=,2,mm,1,2,h,起始(q sh)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？,纸带上的头两个点间的距离应接近,2mm,。,第十三页，共25页。,思考(sko),可以回避起始点吗（即处理纸带(zh di)时可以不用到起始点吗）?,我们(w men)可以选取A、B两点，比较它们的机械能EA和EB。若以点B为0 势能点，则有：,EKAmghEKB,h,A,B,第十四页，共25页。,数据处理,7,1,13,我们可以(ky)选取7、13两点，比较它们的机械能E7和E13,以点13为0势能参考点，则有：,EK7mghEK13,第十五页，共25页。,验证(ynzhng)：,计时器打下的第一个点作为(zuwi)起始点，适当大距离后选一个点作终点,V,h,数据处理,注意：必须(bx)保证纸带上的第一个点迹清晰，且是放手时打下的第一个点。,第十六页，共25页。,数据处理,M,kg,h,m,V,A,m/s,V,B,m/s,势能减少量,mg,h(J),动能增加量,E,K,(J),1,2,3,4,通过(tnggu)本实验，我们可以得到的结论是：,第十七页，共25页。,0,h,v,2,1,2,图象(t xin)法处理数据,g,h,=,v,2,1,2,该图象的斜率(xil)表示什么？,为什么图象(t xin)通过原点？,第十八页，共25页。,误差(wch)分析,因重物下落中要克服阻力做功，实验的动能增加量必定(bdng)稍小于重力势能减少量,第十九页，共25页。,辨析(binx),计算物体(wt)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(suy)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(suy)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,第二十页，共25页。,例1.“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(d din)计时器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,练习1.在验证机械能守恒定律的实验中，需直接(zhji)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,第二十一页，共25页。,例2.在验证机械能守恒定律的实验中，下列操作正确的是 ,A先释放重物，后接通电源,B用秒表测量重物下落的时间,C打完一条纸带(zh di)后，立即切断电源,D每打完一条纸带(zh di)，活动复写纸位置,CD,练习2.在验证机械能守恒定律的实验中要用到的器材和测量仪器有_,A打点计时器B低压交流电源C秒表D重锤 E铁架台和复夹F纸带(zh di)G刻度尺H天平,ABDEFG,第二十二页，共25页。,例3 某学生在验证机械能守恒定律的实验(shyn)中有如下操作步骤，试按合理的顺序步骤序号填在下面的线上：_,A断开电源，取下纸带，选出前两个点间距离接近2mm的纸带；,B把纸带固定在重锤上；,C将纸带穿过打点计时器，并把纸带上提使重锤停在靠近打点计时器的地方；,D把打点计时器固定在放于桌边的铁架台上，并与低压交流电源相连接；,E接通电源，同时释放纸带；,F求出重锤重力势能的减少量EP和动能的增加量EK，比较EP和EK得出实验(shyn)结论；,G用刻度尺量出所选取的计数点到打下的第一个点0之间的距离,DBCEAGF,第二十三页，共25页。,练习.在重锤带动纸带自由下落，用打点(d din)计时器验证机械能守恒的实验时，打点(d din)计时器打出的纸带如下图所示重锤的质量用m表示，根据纸带上的数据，重锤在B点的动能是_，重锤在E点的动能是_ 在上述过程中，重锤重力势能变化是_（记数点A、B、CF均为相邻的打点(d din)）,2.47m(J),3.94m(J),1.48m(J),第二十四页，共25页。,练习.在验证机械能守恒定律时，将重物(zhn w)自由下落，纸带记录如图所示（计算结果取2位有效数字）图中纸带左端为与重物(zhn w)相连端，0点为重物(zhn w)静止时所记录的点，ABC三个记数点为打点计时之点，则重物(zhn w)下落hB距离时，其速度VB可用计算式VB=_ 进行计算，根据图示数据求出VB=_m/s；重物(zhn w)重力势能减少量为_，动能增加量为_，两者不完全相同的原因是_实验中需要的测量仪器_,(AB+BC)/2T,打点(d din)计时器,刻度尺,下落过程中,重物克服摩擦和空气阻力做功,部分机械能转化(zhunhu)为内能,第二十五页，共25页。,