2018秋沪科版高中物理必修2课件45 实验 验证机械能守恒定律共27张
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2019-2020年人教版必修2课件 7.9《验证机械能守恒定律》 (共27张PPT)
四、误差分析 1.偶然误差： 测量长度时会带来误差。 2.系统误差： 实验中重物和纸带下落过程中要克服阻力（主 要是打点计时器的阻力）做功，故动能的增加 量 E k 必定稍小于势能的减少量 E p 。
本节用实验法验证机械能守 恒定律的正确性，在实验中注意 仪器的调整，及在测速度的用求 速度的平均值的方法测瞬时速度。
12mB 2v12mA 2vmgh
机械能守恒定律即被验证。
操作步骤：
1.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。 2.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，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。 4.重复上一步的过程，打 三到五条纸带。
为_（__s_6_+_s_5+__s4_-_s_3-_s_2_–_s_1）___/9_T_2_____ ， 在打第5个计数点时， 纸带运动的瞬时速度大小的表达式为_（___s5_+__s_6）___/2_T______。
3.在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器 打出纸带如图所示，其中A点为打下的第一个点，0、1、 2……为连续的计数点。现测得两相邻计数点之间的距离 分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相邻计数点间的打点时 间间隔均为T。根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔， 可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式
A
B
Δh
当然，实验开始时如果不是用手提着纸带的 上端，而是用夹子夹住纸带的上端，待开始打点 后再松开夹子释放纸带，打点计时器打出的第一 个点的点迹清晰，计算时从第一个计时点开始至 某一点的机械能守恒，其误差也不会太大。回避 第一个计时点的原因也包括实验时手提纸带的不 稳定，使第一个计时点打出的点迹过大，从而使 测量误差加大。
高中物理必修二实验：验证机械能守恒定律ppt课件
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(3)选纸带：选取点迹清晰的且第1、2连续两点间的距 离约为2mm的纸带。
(4)标数字：在打出的纸带上从打出的第1个点开始，依 次标上0,1,2,3，…
(5)数据测量：测出0到点1、点2、点3……的距离，即为 对应的下落高度h1、h2、h3、…
返回
五、数据处理
(1)利用公式 vn＝hn＋12－Thn－1，计算出点 1、点 2、点 3……的
返回
[解析] (1)选出的器材有：打点计时器(包括纸带)，重物， 毫米刻度尺，编号分别为：A、B、D。注意因 mgh＝12mv2，故 m 可约去，不需要用天平。
(2)打点计时器安装时，底板要竖直，两限位孔在一条竖直 线上。这样才能使重物在自由落下时，受到的阻力较小。开始 记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再放下重物，让它 带着纸带一同落下。
返回
(3)实验中产生系统误差的原因主要是_____________， 使重物获得的动能往往__________________________。为减 小误差，悬挂在纸带下的重物应选择___________________。
(4)如果以v22为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据绘出的 v22－h 图线是________________________________________， 该线的斜率等于________________。
返回
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的 表达式；
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1 ＝________和v2＝________。
②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、 挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1＝________和Ek2 ＝________。
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势 能的减少量ΔEp减＝________(重力加速度为g)。
(3)选纸带：选取点迹清晰的且第1、2连续两点间的距 离约为2mm的纸带。
(4)标数字：在打出的纸带上从打出的第1个点开始，依 次标上0,1,2,3，…
(5)数据测量：测出0到点1、点2、点3……的距离，即为 对应的下落高度h1、h2、h3、…
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五、数据处理
(1)利用公式 vn＝hn＋12－Thn－1，计算出点 1、点 2、点 3……的
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[解析] (1)选出的器材有：打点计时器(包括纸带)，重物， 毫米刻度尺，编号分别为：A、B、D。注意因 mgh＝12mv2，故 m 可约去，不需要用天平。
(2)打点计时器安装时，底板要竖直，两限位孔在一条竖直 线上。这样才能使重物在自由落下时，受到的阻力较小。开始 记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再放下重物，让它 带着纸带一同落下。
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(3)实验中产生系统误差的原因主要是_____________， 使重物获得的动能往往__________________________。为减 小误差，悬挂在纸带下的重物应选择___________________。
(4)如果以v22为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据绘出的 v22－h 图线是________________________________________， 该线的斜率等于________________。
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(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的 表达式；
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1 ＝________和v2＝________。
②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、 挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1＝________和Ek2 ＝________。
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势 能的减少量ΔEp减＝________(重力加速度为g)。
沪科版高中物理必修2课件：4.5 实验-验证机械能守恒定律(共27张PPT)
实验:验证机械能守恒定律
一、实验目的 使用打点计时器验证在只有重力做功时,物体的机械能守恒定律。 二、实验原理 只有重力做功时,重力势能和动能相互转化,机械能守恒,重力势 能的减少量等于动能的增加量。 三、实验器材 方案一:铁架台、摆球、铅笔、DIS装置、刻度尺。 方案二:铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重物、纸带(带夹 子)、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源(4~6 V)。
探究突破
典例剖析
(三)误差分析 1.本实验的误差主要是由纸带测量产生的偶然误差、重物和纸 带运动中空气阻力及打点计时器摩擦阻力引起的系统误差,使动能 的增加量稍小于势能的减少量。 2.测量时采取多次测量求平均值的方法来减小偶然误差,安装打 点计时器时使两限位孔中线竖直,并且选择质量适当大些、体积尽 量小些的重物来减小系统误差。 3.打点计时器周期变化带来误差。
(3)如果在实验误差允许的范围内,ghAB= ������������ 2 − ������������ 2,则机械能守 恒定律得到验证。
1 2 1 2
1 2
1 2
探究突破
典例剖析
方法三:图像法 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 1 2 计算各点速度的二次方v ,然后以 2 v2为纵轴,以h为横轴,根据实验 1 数据绘出 2 v2-h图线。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且 斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律。
探究突破
典例剖析
类型一 对实验器材及步骤的考查 【例1】 (2017· 天津理综)如图所示,打点计时器固定在铁架台上, 使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒 定律。
探究突破
典例剖析
(1)对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的 是 。 A.重物选用质量和密度较大的金属锤 B.两限位孔在同一竖直面内上下对正 C.精确测量出重物的质量 D.用手托稳重物,接通电源后,释放重物
一、实验目的 使用打点计时器验证在只有重力做功时,物体的机械能守恒定律。 二、实验原理 只有重力做功时,重力势能和动能相互转化,机械能守恒,重力势 能的减少量等于动能的增加量。 三、实验器材 方案一:铁架台、摆球、铅笔、DIS装置、刻度尺。 方案二:铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重物、纸带(带夹 子)、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源(4~6 V)。
探究突破
典例剖析
(三)误差分析 1.本实验的误差主要是由纸带测量产生的偶然误差、重物和纸 带运动中空气阻力及打点计时器摩擦阻力引起的系统误差,使动能 的增加量稍小于势能的减少量。 2.测量时采取多次测量求平均值的方法来减小偶然误差,安装打 点计时器时使两限位孔中线竖直,并且选择质量适当大些、体积尽 量小些的重物来减小系统误差。 3.打点计时器周期变化带来误差。
(3)如果在实验误差允许的范围内,ghAB= ������������ 2 − ������������ 2,则机械能守 恒定律得到验证。
1 2 1 2
1 2
1 2
探究突破
典例剖析
方法三:图像法 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 1 2 计算各点速度的二次方v ,然后以 2 v2为纵轴,以h为横轴,根据实验 1 数据绘出 2 v2-h图线。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且 斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律。
探究突破
典例剖析
类型一 对实验器材及步骤的考查 【例1】 (2017· 天津理综)如图所示,打点计时器固定在铁架台上, 使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒 定律。
探究突破
典例剖析
(1)对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的 是 。 A.重物选用质量和密度较大的金属锤 B.两限位孔在同一竖直面内上下对正 C.精确测量出重物的质量 D.用手托稳重物,接通电源后,释放重物
《实验：验证机械能守恒定律》机械能守恒定律PPT优秀课件-人教版高中物理必修二PPT课件
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
PPT模板：www. 1ppt.co m/ mob an/ 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 / 手抄报：/shouc haobao/ 语文课件：/keji an/yuwen/ 英语课件：/keji an/ying yu/ 科学课件：/keji an/kexue/ 化学课件：/keji an/huaxue/ 地理课件：/keji an/dili/
(1)要验证的表达式： mv2 ＋mgh2＝ 手抄报：/shouchaobao/ 语文课件：/keji an/yuwen/ 英语课件：/keji an/ying yu/ 科学课件：/keji an/kexue/ 化学课件：/keji an/huaxue/ 2 地理课件：www. / keji an/dili/
PPT素材：/s ucai/ PPT图表：www.1ppt .co m/tu biao/ PPT教程： /powerpoint/ 个人简历：www.1ppt. co m/jia nli/ 教案下载：www.1ppt. co m/jia oan/ PPT课件：www.1ppt. co m/ ke jian/ 数学课件：www.1ppt.c om/keji an/shuxue/ 美术课件：www.1ppt.c om/keji an/mei shu/ 物理课件：www.1ppt.c om/keji an/wuli / 生物课件：www.1ppt.c om/keji an/sheng wu/ 历史课件：www.1ppt.c om/keji an/lishi /
新版(教材)必修第二册教学机械能守恒定律 机械能守恒定律(共45张PPT)学习PPT
粗糙斜面，物 体机械能是否 还守恒?
3．机械能守恒定律成立的条件：
（1）从做功角度分析 只有重力或弹力做功，
（2）从能量转化角度分析 只有系统内动能和势能相互转化。
利用机械能守恒定律解题思路 (1)确定研究对象， (2)对研究对象进行正确的受力分析， (3)判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件， (4)选取零势能参考平面，并确定研究对象在初、末状态时的机械能， (5)根据机械能守恒定律列出方程，进行求解。
解：以地面为零势能面：
A点时的机械能E1= mgh1+mv12/2 B点时的机械能mEg2h=2+mv22/2 A-B由动能定m理g(h1- h2) = mv22/2- mv12/2
ΔEp减= ΔEk增 移项有 mgh1+mv12/2=mgh2+mv22/2
即E1=E2 如果有空气阻力呢？
F
N
F G
常考题型
题组一 守恒量
题1 伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和 【点拨】
摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始点相同高 伽利略的斜面实验
度的点，不会更高一点，也不会更低一点。这说明小球在运动过 中，小球的高度、
程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是（ D ） 速度、势能和动能
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）
【探究一:动能与势能相互转化】
【探究二:动能与势能相互转化 的定量关系】
3．机械能守恒定律成立的条件：
（1）从做功角度分析 只有重力或弹力做功，
（2）从能量转化角度分析 只有系统内动能和势能相互转化。
利用机械能守恒定律解题思路 (1)确定研究对象， (2)对研究对象进行正确的受力分析， (3)判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件， (4)选取零势能参考平面，并确定研究对象在初、末状态时的机械能， (5)根据机械能守恒定律列出方程，进行求解。
解：以地面为零势能面：
A点时的机械能E1= mgh1+mv12/2 B点时的机械能mEg2h=2+mv22/2 A-B由动能定m理g(h1- h2) = mv22/2- mv12/2
ΔEp减= ΔEk增 移项有 mgh1+mv12/2=mgh2+mv22/2
即E1=E2 如果有空气阻力呢？
F
N
F G
常考题型
题组一 守恒量
题1 伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和 【点拨】
摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始点相同高 伽利略的斜面实验
度的点，不会更高一点，也不会更低一点。这说明小球在运动过 中，小球的高度、
程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是（ D ） 速度、势能和动能
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）
【探究一:动能与势能相互转化】
【探究二:动能与势能相互转化 的定量关系】
高一物理必修2-8.5 实验：验证机械能守恒定律-课件(共28张PPT)
证机械能守恒定律；用 vn gtn 计算出的速度比实际速度 值大，这是由于摩擦阻力的影响，机械能应该减小，
所以速度应从纸带上直接测量计算。同样的道理，重
物下落的高度h也只能用刻度尺直接测量，而不能用
= 或 hn
1 2
gt
2 n
h
n
=
v
2 n
2g
计算得到。
题组三 实验创新
题4［2019·山东济宁高一质量检测］如图所示，用倾斜放置的气垫
A.OA、AD和EG的长度 B.OC、BC和CD的长度 C.BD、CF和EG的长度 D.AC、BD和EG的长度
（2）对于该实验，下列操作中对减小实验误差 有利的是 BC 。 A.重物选用质量和密度较大的金属锤 B.两限位孔在同一竖直面内上下对正 C.精确测量出重物的质量 D.用手托稳重物，接通电源后，释放重物
1 2
m
d t2
1 2
m
d t1
1 2
md 2
1 t22
1 t12
滑块重力势能的减少量为ΔEp=
mgsH L
。
若实验中滑块以初速度v0下滑，只有重力做功，机械能守恒，
用上述方法能验证机械能守恒定律。
题5 如图所示的装置可用来验证机械能守恒定律，摆
锤A拴在长为L的轻绳一端，轻绳另一端固定在O点，
图象法处理数据
gh=
1 v2 2
1 2
v2
为什么图 象通过原 点？
0
该图象的 斜率表示 什么？
h
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
常考题型 题组一 实验操作及步骤 题1［2017·天津卷］如图所示，打点计时器固定在铁 架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用 此装置验证机械能守恒定律。
新人教版必修二第八节机械能守恒定律课件(27张)
1 (2)从 A 到 B 根据机械能守恒定律得 mgh＝2mv2 解得 v＝ 2gh.
[点评] 应用机械能守恒定律时，相互作用的物体间的力可以是变力，也可以是恒力， 只要符合守恒条件，机械能就守恒．学习互动源自考点三 曲线运动中的机械能守恒问题
[想一想] 你体验过公园里的过山车吗？过山车，呼啸着、奔驰着，紧张、惊险、刺 激．同学们可以开动脑筋，过山车是靠什么转动而不需要持续的动力？ [要点总结] 在平抛运动、斜抛运动、光滑曲线轨道运动(如线—球模型问题、杆—球模型问题)等 运动中由于都是只有重力做功，所以研究对象机械能守恒．
能过 M 的上端点，水平飞出后落到 N 上的某一点．取 g＝10 m/s2.
(1)发射该钢珠前弹簧的弹性势能 Ep 为多大？
(2)钢珠落到圆弧 N 上时的速度大小 vN 是多少？
图7－8－5
学习互动
[答案] (1)0.15 J (2)4 m/s [解析] (1)设钢珠在 M 轨道最高点的速度为 v，
新课导入
【导入一】1．提出课题——机械能守恒定律．(板书)
2．力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，物体的动能和势能总 和称为机械能，例举：通过重力或弹力做功，动能与势能相互转化．(展示图片和视频) 分析上述各个过程中能量转换及重力、弹力做功的情况．
新课导入
实验1：钢球用细绳悬起，请一同学靠近，将钢球偏至同学鼻子处释放，摆回时，观察该同 学反应． 释放钢球后，学生联系到伽利略理想实验中的判断，认识到若无空气阻力，应该摆到等高 处，不会碰到鼻子． 【导入二】 前面我们学习了动能、势能和机械能的知识．在初中学习时我们就了解到，在一定条件下， 物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化，下面我们观察演示实验中物 体动能与势能转化的情况．
[点评] 应用机械能守恒定律时，相互作用的物体间的力可以是变力，也可以是恒力， 只要符合守恒条件，机械能就守恒．学习互动源自考点三 曲线运动中的机械能守恒问题
[想一想] 你体验过公园里的过山车吗？过山车，呼啸着、奔驰着，紧张、惊险、刺 激．同学们可以开动脑筋，过山车是靠什么转动而不需要持续的动力？ [要点总结] 在平抛运动、斜抛运动、光滑曲线轨道运动(如线—球模型问题、杆—球模型问题)等 运动中由于都是只有重力做功，所以研究对象机械能守恒．
能过 M 的上端点，水平飞出后落到 N 上的某一点．取 g＝10 m/s2.
(1)发射该钢珠前弹簧的弹性势能 Ep 为多大？
(2)钢珠落到圆弧 N 上时的速度大小 vN 是多少？
图7－8－5
学习互动
[答案] (1)0.15 J (2)4 m/s [解析] (1)设钢珠在 M 轨道最高点的速度为 v，
新课导入
【导入一】1．提出课题——机械能守恒定律．(板书)
2．力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，物体的动能和势能总 和称为机械能，例举：通过重力或弹力做功，动能与势能相互转化．(展示图片和视频) 分析上述各个过程中能量转换及重力、弹力做功的情况．
新课导入
实验1：钢球用细绳悬起，请一同学靠近，将钢球偏至同学鼻子处释放，摆回时，观察该同 学反应． 释放钢球后，学生联系到伽利略理想实验中的判断，认识到若无空气阻力，应该摆到等高 处，不会碰到鼻子． 【导入二】 前面我们学习了动能、势能和机械能的知识．在初中学习时我们就了解到，在一定条件下， 物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化，下面我们观察演示实验中物 体动能与势能转化的情况．
7.9 实验：验证机械能守恒定律—人教版高中物理必修二课件 (共27张PPT)
四、要注意的问题
①打点记时器的限位孔和纸带必须在同一竖直线上，以减少 摩擦阻力。需选取密度较大的物体做重锤，以相对减小空气 阻力的影响。
②开始位置最好为起始点，终结位置最好是距离起始点40厘米 的点。
③接通电源，待打点稳定后，松开纸带。
④重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力) 做功，使得动能的增量必定小于重力势能的减少量，造成系统误 差。
3、v
相邻两点位移
时间
第1、2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。
六、实验步骤
①按图把实验器材组装好：将打点计时器固定在铁 架台上，用导线把打点计时器和电源相连。
②将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器，先 用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方，接 通电源，待打点稳定后，松开纸带。让重物自由下落。
我们学过了匀变速运动的规律，并且已经知道自由 落体的运动是匀变速运动，因此可以用一个更简单、更 准确的方法测量重物下落时的瞬时速度。
如图，A、B、C是纸带上相邻的三个点，由于已经 知道纸带以加速度a做匀加速运动，所以A、C两点的 A B距离可以表示为
x
vA
(2t)
1 2
a(2t)2
x
v
A
(2t
)
1 2
⑤实验中因不需要知道动能和势能的具体数值，故不需测物体 的质量m。
一、实验原理
重物自由下落过程中的某一点A为基， 设重物的质量为m，测出物体对应于A点的
速度vA 再测出物体由A点下落△h后经过B点
的速度vB 则在误差允许范围内，由计算得出
mgh
1 2
mvB2
1 2
mvA2
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3.选纸带
选点迹清晰 ,且1、2两点间距离接近 2 mm的纸带。这是为了保
证纸带上的第一个点为重物静止释放时打的点 ,所以前两个点的间
距为h=
1 2
gt
2=
2
mm。把纸带上打出的两点间的距离为
2 mm的第一
点作为起始点 ,记作0,在以后各点依次标上 1、2、3、…
探究突破 典例剖析
4.测距离
用刻度尺测出 0点到1、2、3、…的距离,即为对应下落的高度 h1、 h2、h3、…
中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时
点间的距离直接测出 ,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律
的选项有
。
A.OA、AD和EG的长度 B.OC、BC和CD的长度 C.BD、CF 和EG的长度 D.AC、BD和EG的长度
探究突破 典例剖析
解析:(1)重物选择质量、密度较大的金属锤 ,可减小空气阻力的
探究突破 典例剖析
类型一 对实验器材及步骤的考查 【例1】 (2017·天津理综 )如图所示 ,打点计时器固定在铁架台上 , 使重物带动纸带从静止开始自由下落 ,利用此装置验证机械能守恒 定律。
探究突破 典例剖析
(1)对于该实验 ,下列操作中对减小实验误差有利的
是
。
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
,则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,求出ghAB。
(2)求出 A、B 两点的瞬时速度,求出12 ????2 ?
1 2
????2
的值。
(3)如果在实验误差允许的范围内
,ghAB=
1 2
????2
?
1 2
????2,则机械能守
恒定律得到验证。
探究突破 典例剖析
影响保证自由下落 ,故A正确。两限位孔在同一竖直面内上下对正 ,
减小纸带与限位孔间的阻力
,保证自由下落 ,故B正确。由 mgh=
1 2
mv2可得m的大小与实验结论无关 ,故C不正确。用手拿着纸带的上
端,让重物悬空 ,先接通电源 ,再释放。若托重物再释放 ,纸带不绷紧 ,
实验误差大 ,故D错误。
(2)要验证机械能守恒定律 ,必须测出下落高度 ,计算相应点的瞬 时速度。 A项,OA段可求得 OA中点速度大小 ,AD段可求得 AD中点 速度的大小 ,EG段可求得 F点速度的大小 ,但不可求得各中点间的 距离大小 ,因此无法求得相应过程中重物的重力势能的变化量 ,故A 项错误 ;
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.精确测量出重物的质量
D.用手托稳重物 ,接通电源后 ,释放重物
探究突破 典例剖析
(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到 50 Hz的交流电
源上,按正确操作得到了一条完整的纸带 ,由于纸带较长 ,图中有部
分未画出 ,如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点 ,其
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实验步骤 方案一:用摆球和 DIS装置验证机械能守恒定律 (一)实验步骤 1.在铁架台上端用铁架悬挂一个摆球。 2.在方格纸上确定 4至5个点作为测量点。 3.安装光电传感器 ,并使之与数据采集器相连接。 4.让小球从某一高度向下摆动。分别测定摆球在摆动过程中任 意时刻的动能和重力势能。 5.研究每一个测量点上机械能的总量有什么特点度
由公式 vn=
???+1 -? ??-1 2??
计算出各计数点的瞬时速度
v1、v2、v3、…、
vn。
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2.验证机械能守恒定律
方法一 :利用起始点
利用起始点和第 n 点计算。代入 ghn 和12 ????2 ,如果在实验误差允许
的条件下
ghn=
1 2
????2
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1.安装置 按图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上 ,接好电 路。
2.打纸带 将纸带的一端用夹子固定在重物上 ,另一端穿过打点计时器的限 位孔,用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。先接通 电源,后松开纸带 ,让重物带着纸带自由下落。更换纸带重复做 3~5 次实验。
实验:验证机械能守恒定律
一、实验目的 使用打点计时器验证在只有重力做功时 ,物体的机械能守恒定律。 二、实验原理 只有重力做功时 ,重力势能和动能相互转化 ,机械能守恒 ,重力势 能的减少量等于动能的增加量。 三、实验器材 方案一:铁架台、摆球、铅笔、 DIS装置、刻度尺。 方案二:铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重物、纸带 (带夹 子)、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源 (4~6 V)。
方法三 :图像法
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
计算各点速度的二次方
v2,然后以
1 2
v2为纵轴 ,以h为横轴 ,根据实验
数据绘出
1 2
v2-h图线。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且
斜率为 g的直线 ,则验证了机械能守恒定律。
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(三)误差分析 1.本实验的误差主要是由纸带测量产生的偶然误差、重物和纸 带运动中空气阻力及打点计时器摩擦阻力引起的系统误差 ,使动能 的增加量稍小于势能的减少量。 2.测量时采取多次测量求平均值的方法来减小偶然误差 ,安装打 点计时器时使两限位孔中线竖直 ,并且选择质量适当大些、体积尽 量小些的重物来减小系统误差。 3.打点计时器周期变化带来误差。
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(二)注意事项 1.小球运动时 ,应使其轨迹在同一竖直面内 ,避免做圆锥摆运动。 2.调整带方格纸的木板 ,应使其竖线在竖直方向上。 3.为准确测定小球在各位置的瞬时速度 ,可在小球下部安置一块 挡光片 ,并确保挡光片在竖直面内。
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方案二 :用自由落下的重物和打点计时器验证机械能守恒定律 (一)实验步骤
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(四)注意事项 1.安装打点计时器时要竖直架稳 ,使其两限位孔中线竖直以减少 摩擦阻力。 2.重物应选用质量大、体积小的材料。 3.实验中,提纸带的手要保持不动 ,且保证纸带竖直。接通电源后 , 等打点计时器工作稳定后再松开纸带。 4.测量下落高度时 ,为减小实验误差 ,后边的点应距起点 O较远,在 测量各点到 O点的距离时 ,应当用刻度尺从 O点量起,一次性读出各 点到O点的距离。 5.计算速度时不能用 v=gt 或v= 2???,否则就犯了用机械能守恒 定律去验证机械能守恒的错误。