验证机械能守恒定律PPT课件
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《实验:验证机械能守恒定律》机械能守恒定律PPT优秀课件

二 物理量的测量及数据分析
只有重力做功时,只发生重力势能和动能的转化.
1 PPT模板:/moban/
2 PPT背景:/beiji ng/
PPT下载:/xiaz ai/ 资料下载:www. 1ppt.co m/zilia o/ 试卷下载:/shiti /
12mv12+mgh1
或:12mv22-12mv12=mgh1-mgh2 .
(2)所需测量的物理量:物体所处两位置之间的 高度差 ,及物体的 运动速度 .
三 参考案例
案例1 研究自由下落物体的机械能
1.实验器材
铁架台(带铁夹)、 打点计时器
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实验验证机械能守恒定律ppt课件

2.本实验的另一个误差来源于长度的测量,属偶然误差.减小
误差的办法是测下落距离时都从O点量起,一次将各打点对应的
下落高度测量完,或者多次测量取平均值.
3.打点计时器产生的误差
(1)由于交流电周期的变化,引起打点时间间隔变化而产生误差;
(2)计数点选择不好,振动片振动不均匀,纸带放置方法不正确引
起摩擦,造成实验误差.
紧要了,所以只要后面的点迹清晰就可选用.
13
4.求瞬时速度
在第一个打点上标出O,并从稍靠后的某一点开始,
依次标出1、2、3、4…并量出各点到位置O的距离h1、
h2、h3、h4….用公式vn=
计算出各点对
应的瞬时速度v1、v2、v3、v4 ….
14
5.守恒验证
方法一:利用起始点和第n点计算.代入ghn和如果在实验
误差允许的范围内,ghn=
则说明机械能守恒定律是正
确的.
方法二:任取两点计算
(1)任取两点A、B测出hAB,算出ghAB.
(2)算出
的值.
(3)如果在实验误差允许的范围内,ghAB=
则说明机械能守恒定律是正确的.
15
方法三:图象法.从纸带上选取多个点,测量从第一点 到其余各点的下落高度h,并计算各点速度的平方v2,然后以 v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出 v2-h图线.若 在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为g的直线, 则验证了机械能守恒定律.
复习回顾 机械能守恒定律
1、内容: 2、表达式: 3、适用条件:
4、解题一般步骤:
1
§7.9 实验:验证机械能守恒定律
2
一、实验目的 验证机械能守恒定律.
3
二、实验原理 1.在只有重力做功的自由落体运动中,物体的重力势能和动 能互相转化,但总的机械能保持不变.若物体某时刻瞬时速
高中物理验证机械能守恒定律-PPT课件

a.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t. 通过v=gt计算出瞬时速度v.
b.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过
计
算出瞬时速度v.
c. 根 据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度, 等 于这点前 后相邻两点间的平均速度, 测算出瞬时速度 v,并通过h= 计算出高度h.
验证机械能守恒定律--1:
21.(1)2.10 cm或2.40 cm(±0.05 cm,有效数字不作要求) (2)1.13 m/s或1.25 m/s(±0.05 cm/s,有效数字不作要求) 小于 (3)C
(1)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲): 甲
①下列说法哪一项是正确的________.(填选项前字母) A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上 B.为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量 C.实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放 乙
外力做功的计算:
测重物质量
测下落距离
什么条件?
W=mgh
W合=mgh
速度的测量
间距逐渐变大
VA
xob 2T
=0.95m/ s
数据处理
VD
xce 2T
=1.14m/ s
oa b c
d
e
V
v2
h
W
数据处理之图像 W
v2 实验结论
物体的速度平方的变化与外力做功成正比。 误差分析
阻力影响;测量的偶然误差
实验方案二
原理: 橡皮筋做功使小车速度变化
外力做功的计算:
选橡皮筋
改变橡皮筋的条数 W=nW0
需要把长木板一段垫高吗?
速度的测量
间距趋于相同
用后面几乎均匀的点距计算速度。
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恒
(6)应用平均速度就是中间时刻的瞬时速度的方法 ,
定 计算出各点对应的瞬时速度V1、V2、V3……。
律 (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。
临汾二中 芦泰伟
学生实验
2、记录及数据处理
验 g=9.8m/s2,T=0.02s 。
故不需测物体的质量m。
验
证 (5)实际上重物和纸带下落过中要克服阻力做功,
机 械
所以动能的增加量要小于势能的减少量。
能 守 恒
(6)纸带的上端最好不要悬空提着,要保证重物 下落的初速度为零,并且纸带上打出的第一个点
定 是清晰的小点。
律
(7)纸带挑选的标准是第一、二两点间的距离接
近2mm。
临汾二中 芦泰伟
E
证
机 械
h1(OB)
h2(OC)
h3(OD)
D
能
C
守
恒
B
定
ΔEp1=mgh1
ΔEp2=mgh2
ΔEp3=mgh3
A
律
O
临汾二中 芦泰伟
学生实验
验
S1(AB)
S2(BC)
S3(CD)
S4(DE)
证
机
械 能
v1
s1 s2 2T
v2
s2 s3 2T
v3
s3 s4 2T
守
恒
定 律
Ek1
1 2
mv12
Ek2
械 打点计时器与电源连接好。
能 (2)将纸带穿过电火花记时器或打
守 点计时器的限位孔,并把纸带的一
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2.机械能守恒定律的应用步骤 首先对研究对象进行正确的受力分析,判断各个力是否做功,分析是否符合机械能守恒的条件. 假设机械能守恒,那么根据机械能守恒定律列出方程,或再辅以其他方程进行求解.
例3 (XXXX·山师大附中高一下学期期末)如图6是一个设计“过山车〞的试验装置 的原理示意图,斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接,斜面AB和圆形轨 道都是光滑的,圆形轨道半径为R,一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止 释放沿斜面滑下,小车恰能通过圆形轨道的最高点C.重力加速度为g.求: (1)A点距水平面的高度h; 答案 2.5R
④
由①④得:12mv22+mgh2=12mv12+mgh1
即EB=EA.
知识深化 1.对机械能守恒条件的理解 (1)只有重力做功,只发生动能和重力势能的相互转化. (2)只有弹力做功,只发生动能和弹性势能的相互转化. (3)只有重力和弹力做功,发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化. (4)除受重力或弹力外,其他力也做功,但其他力做功的代数和为零.如物体在沿斜 面的拉力F的作用下沿斜面运动,假设拉力与摩擦力的大小相等,方向相反,在此 运动过程中,其机械能守恒.
(1)求小球在 B、A 两点的动能之比; 答案 5∶1
1234
图10
即学即用
1.判断以下说法的正误.
(1)通过重力做功,动能和重力势能可以相互转化.( √ ) (2)机械能守恒时,物体一定只受重力和弹力作用.( × ) (3)合力为零,物体的机械能一定守恒.( × ) (4)合力做功为零,物体的机械能一定保持不变.( × ) (5)只有重力做功时,物体的机械能一定守恒.( √ )
1234
2.(机械能守恒定律的应用)以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上
例3 (XXXX·山师大附中高一下学期期末)如图6是一个设计“过山车〞的试验装置 的原理示意图,斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接,斜面AB和圆形轨 道都是光滑的,圆形轨道半径为R,一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止 释放沿斜面滑下,小车恰能通过圆形轨道的最高点C.重力加速度为g.求: (1)A点距水平面的高度h; 答案 2.5R
④
由①④得:12mv22+mgh2=12mv12+mgh1
即EB=EA.
知识深化 1.对机械能守恒条件的理解 (1)只有重力做功,只发生动能和重力势能的相互转化. (2)只有弹力做功,只发生动能和弹性势能的相互转化. (3)只有重力和弹力做功,发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化. (4)除受重力或弹力外,其他力也做功,但其他力做功的代数和为零.如物体在沿斜 面的拉力F的作用下沿斜面运动,假设拉力与摩擦力的大小相等,方向相反,在此 运动过程中,其机械能守恒.
(1)求小球在 B、A 两点的动能之比; 答案 5∶1
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图10
即学即用
1.判断以下说法的正误.
(1)通过重力做功,动能和重力势能可以相互转化.( √ ) (2)机械能守恒时,物体一定只受重力和弹力作用.( × ) (3)合力为零,物体的机械能一定守恒.( × ) (4)合力做功为零,物体的机械能一定保持不变.( × ) (5)只有重力做功时,物体的机械能一定守恒.( √ )
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2.(机械能守恒定律的应用)以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上
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hA
Bh
实验表明斜面上的小球在运动过程中好像“记得 ”自己
起始的高度(或与高度相关的某个量)。
后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并 且把这个量叫做能量或能。
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hA α
β
B h’
1、小球从一个斜面的某一高度由静止滑下,并运动到另一个 斜面的同一高度,经历了哪几个运动过程? 2、这些过程各有什么特点?
当小球由最高点沿斜面 A 运动到达最低点时,
能量怎样变化?
v0 = 0
势能去了
hA
参考面
哪里?
B
小球到达最 低点
势能消 失
高度为0
全
部
动 能
速度最大
机械能
(参考面)
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【探究一:动能与势能相互转化】
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C-D由动能定理
WF =Ep1- Ep2 =mv22/2- mv12/2
ΔEP减= ΔEK增
Ep1 +mv12/2 =Ep2 +mv22/2
即E1=E2
2、小球的机械能保持不变吗? 小球和弹簧这个系统机械能守恒
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机械能守恒定律
1、内容
在只有重力或弹力做功的物体系统内,物体的动 能和势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
小球高度降低的同时,速度在增加;高度升高的同 时,速度在减小。
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2018/10/1 7
注意事项
2.挑选纸带:选用第1、2两点间距接 近2mm的纸带进行研究.从原理上看,打 第一个点时速度为0,那么第1、2两点间 距为y=½ gt2= ½ ×9.8 × 0.022= 0.002m=2mm.这意味着选用打第1个点 的瞬时开始下落的纸带.
2018/10/1
8
注意事项
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2018/10/1
3
打点计时器、纸带、复写纸片、低压 交流电源、导线、重物(带夹子)、刻度尺 、铁架台(附铁夹),等.
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2018/10/1
4
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2018/10/1 5
五、实验步骤
• • • • 1.安装置(竖直、稳定) 2.打点(先通电再打点) 3.换纸带,重复打点几次 4.挑选纸带并进行研究:记下第一个点的位 置O,选取5个较方便的点,量出各点到O的 距离,计算出各点的速度 ,分别代入½ mv2= mgh研究
验证机械能守恒定律 一、实验目的 二、实验原理 三、实验器材 四、实验装置 五、实验步骤 六、注意事项
2018/10/1 1
利用自由落体运动 验证机械能守恒定律
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2018/10/1
2
•
在只有重力做功的自由落体运动中,物体的 动能向势能转化但机械能守恒. 设物体 的质量为m,从静止开始下落,下落高度 为h时速度 为v,则应有: ½ mv2 = mgh , 或 v=√2gh. 由此可知,只要测出下落高度h和相应的瞬 时速度 v,再利用当地的重力加速度 g的值,即m的具体值不需测定.
3.即时速度 v的计算方法: ①平均速度法: vn= ( sn+s n+1)/2T, 求出v后代入½ mv2与mgh比较, ½ mv2 要小于mgh. ②数点算时间求速度:利用v=gt. 由于g值大于重物下落的加速度 ,所以,此 式计算的v值偏大,代入½ mv2与mgh比较 时, ½ mv2要大于mgh.
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2018/10/1 9
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2018/10/1 6
六、注意事项
1.重物下落不是严格的自由落体运动( 有空气阻力和摩擦阻力).设物体实际下落的 加速度为a,则a<g(当地的重力加速度),比较 ½ mv2和mgh时, ½ mv2要小于mgh,即重物的 机械能减少. 为了减小这种误差:①尽量减小纸带与 限位孔之间的摩擦, ②重物选用质量较大而 体积小的物体.
注意事项
2.挑选纸带:选用第1、2两点间距接 近2mm的纸带进行研究.从原理上看,打 第一个点时速度为0,那么第1、2两点间 距为y=½ gt2= ½ ×9.8 × 0.022= 0.002m=2mm.这意味着选用打第1个点 的瞬时开始下落的纸带.
2018/10/1
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注意事项
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打点计时器、纸带、复写纸片、低压 交流电源、导线、重物(带夹子)、刻度尺 、铁架台(附铁夹),等.
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• • • • 1.安装置(竖直、稳定) 2.打点(先通电再打点) 3.换纸带,重复打点几次 4.挑选纸带并进行研究:记下第一个点的位 置O,选取5个较方便的点,量出各点到O的 距离,计算出各点的速度 ,分别代入½ mv2= mgh研究
验证机械能守恒定律 一、实验目的 二、实验原理 三、实验器材 四、实验装置 五、实验步骤 六、注意事项
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在只有重力做功的自由落体运动中,物体的 动能向势能转化但机械能守恒. 设物体 的质量为m,从静止开始下落,下落高度 为h时速度 为v,则应有: ½ mv2 = mgh , 或 v=√2gh. 由此可知,只要测出下落高度h和相应的瞬 时速度 v,再利用当地的重力加速度 g的值,即m的具体值不需测定.
3.即时速度 v的计算方法: ①平均速度法: vn= ( sn+s n+1)/2T, 求出v后代入½ mv2与mgh比较, ½ mv2 要小于mgh. ②数点算时间求速度:利用v=gt. 由于g值大于重物下落的加速度 ,所以,此 式计算的v值偏大,代入½ mv2与mgh比较 时, ½ mv2要大于mgh.
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2018/10/1 9
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六、注意事项
1.重物下落不是严格的自由落体运动( 有空气阻力和摩擦阻力).设物体实际下落的 加速度为a,则a<g(当地的重力加速度),比较 ½ mv2和mgh时, ½ mv2要小于mgh,即重物的 机械能减少. 为了减小这种误差:①尽量减小纸带与 限位孔之间的摩擦, ②重物选用质量较大而 体积小的物体.