2015-2016高中物理 第七章 第九节 实验 验证机械能守恒定律课件 新人教版必修2
方法 2：任意找两点 A、B，分别测出两点的速度大小 vA、vB 以 及两点之间的距离Δ h.若物体的机械能守恒，应有Δ Ep＝Δ Ek. 测定第 n 点的瞬时速度的方法是：测出第 n 点的前、后相邻的 xn＋xn＋1 两段相等时间 T 内下落的距离 xn 和 xn＋1， 由公式 vn＝ ， 或由 2T hn＋1－hn－1 vn＝ 算出． 2T 三、实验器材 铁架台(带铁夹)，打点计时器，重物(带纸带夹子)，纸带数条， 复写纸，导线，毫米刻度尺，学生电源(交流 4～6 V)．
所以重物从开始下落到 B 点增加的动能为 1 2 1 ΔEk＝ mvB＝ m×(1.931)2 J＝1.864m J. 2 2 (3)从(1)、(2)中计算的数据得出在实验误差允许的范围内重物减 小的重力势能等于其动能的增加，机械能守恒． 重物减少的重力势能略大于其增加的动能，原因：重物下落时要 受到阻力作用(打点计时器对纸带的摩擦力、空气阻力等)，要克服阻 力做功． 答案：(1)1.911m J (2)1.864m J (3)见解析
名师归纳：利用自由落体运动验证机械能守恒定律时，处理实验 1 2 数据通常采用的是验证法，计算 v 、gh，如果在实验误差允许的范 2 1 2 1 2 围内 v ＝gh，则机械能守恒．也可以采用图象法，以 v 为纵轴，以 2 2 h 为横轴， 建立平面直角坐标系， 将实验得到的数据在坐标系中描点， 然后连接各点，应该得到一条过原点的倾斜直线，其斜率为 g.
解析：A、B 运动过程中，若系统的机械能守恒，则有 m1gh－ 1 2 m2gh＝ (m1＋m2)(v2 －v2 1)，所以除了记录物体 B 通过两光电门时的 2 速度 v1、v2 外，还需要测的物理量有：m1 和 m2，两光电门之间的距 离 h. 答案：(1)A、B 两物块的质量 m1 和 m2，两光电门之间的距离 h 1 2 (2)(m1－m2)gh＝ (m1＋m2)(v2 － v 2 1) 2
3．选取纸带的原则： (1)点迹清晰．实验时必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接 通电源，让打点计时器工作稳定后再松开纸带，以保证第 1 个点是一 个清晰的点． (2)所打点呈一直线． (3)第 1、2 两点间距离接近 2 mm.这说明打第 1 个点时重物的初 1 1 速度近似为 0，即 h＝ gt2＝ ×10×(0.02)2m＝2 mm. 2 2 (4)为减小测量高度 h 的相对误差，选取的各计数点要离起始点 较远一些，从起始点开始测出 h1、h2、„再求出Δ h＝h2－h1„
G．将纸带固定在重锤上，让纸带穿过打点计时器并用手提住， 使重锤靠近打点计时器 1 2 H． 选取理想纸带， 对几个方便的点测量并计算， 看 mgh 和 mv 2 是否相等 解析：(1)选出的器材有：打点计时器(包括纸带)，重物，毫米刻 1 2 度尺，编号分别为：A、B、D.注意因 mgh＝ mv ，故 m 可约去，不 2 需要用天平．
►变式应用 2．在用自由落体做“验证机械能守恒定律”的实验中，测出了 纸带上连续 5 个间隔的距离，重物的质量为 m kg，从 B 到 D 重物重 力 势 能 的 减 少 量 Δ Ep ＝ ________J ， 重 物 动 能 增 加 量 Δ Ek ＝ ________J.
解析：从 B 到 D. ΔEp＝mghB－mghD＝mgBD＝0.570m J， 1 2 1 2 ΔEk＝ mvD－ mvB 2 2 1 2 ＝ m(v2 D－vB) 2 1 0.031 0＋0.034 72 0.023 5＋0.027 52 － J ＝ m 2 2T 2T ≈0.546m J. 答案：0.570m 0.546m
(2)打点计时器安装，底板要竖直，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． (3)正确的实验步骤应该为 B、G、C、F、H. 答案：(1)A、B、D (2)底板要竖直 给打点计时器通电 释放 重物 (3)B、G、C、F、H
►尝试应用 2．(多选)下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的 说法中，正确的是(BD) A．重物质量的称量不准会造成较大误差 B．重物质量选用得大些，有利于减小误差 C．重物质量选用得较小些，有利于减小误差 D．先释放纸带后接通电源会造成较大误差
对实验器材及操作的考查 在验证机械能守恒定律的实验中： (1)从下列器材中选出实验所必须的，其编号为________． A．打点计时器(包括纸带) B．重物 C．天平 D．毫米刻度尺 E．秒表 F．运动小车
►变式应用 1．利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中，下面叙述正确 的是(B) A．应该用天平称出物体的质量 B．应该选用点迹清晰，特别是第一点没有拉成长条且第一、第 二点间距接近 2 mm 的纸带 C．操作时应在接通电源的同时放开纸带 D．打点计时器应接在电压为 4～6 V 的直流电源上
数据分析 在“验证机械能守恒定律”的实验中， 已知打点计时器所用的 电源的频率为 50 Hz，查得当地的重力加速度 g＝9.80 m/s2，某同学 选择了一条理想的纸带， 用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读 数如图所示，图中 O 点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、 D 分别是每打两个点取出的计数点，根据以上数据，可知重物由 O 点运动到 B 点时：
(二)误差分析 (1)测量长度会带来偶然误差．减小偶数误差的办法： ①测距离都应从 O 点测起； ②多次测量取平均值； ③选取的计数点应尽可能离 O 点远些，以减小相对误差． (2)重物在拖着纸带下落的过程中必然受到阻力作用，主要是打 点计时器与纸带间的摩擦力以及空气的阻力． 克服这些阻力做功要消 耗能量，所以重物动能的增加量Δ Ek 必定小于重力势能的减少量Δ Ep.这是实验设计上带来的系统误差． (3)打点计时器周期变化带来误差．
第七章
第九节
机械能守恒定律
实验：验证机械能守恒定 律
问题一 实验解读 一、实验目的 通过自由落体运动验证机械能守恒定律． 二、实验原理 在自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总 机械能守恒． 方法 1：若以重物下落的起始点 O 为基准，设重物的质量为 m， 1 某一时刻物体下落的瞬间速度为 v，下落高度计时器，测出重物某时刻的下落高度 h 和该时刻的瞬 时速度 v，即可验证机械能是否守恒．
1 2 (3)验证：通过计算，在误差允许的范围之内 vn与 ghn，是否相 2 1 2 1 2 等或 vm－ vn与 ghmn 是否相等． 2 2 名师点睛：理解实验原理，动手认真完成每一步实验操作，是学 好实验的前提．
►尝试应用 1．(多选)如图是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一 条纸带．有关尺寸在图中已注明．我们选中 n 点来验证机械能守恒 定律．下面举一些计算 n 点速度的方法，其中正确的是(CD)
实验设计 如图所示，两个质量分别为 m1 和 m2 的物块 A 和 B，分别系 在一条跨过定滑轮的软绳两端(m1＞m2)，1、2 是两个光电门．用此 装置验证机械能守恒定律．
(1)实验中除了记录物块 B 通过两光电门时的速度 v1、v2 外，还 需要测量的物理量是________________________________________. (2) 用 已 知 量 和 测 量 量 写 出 验 证 机 械 能 守 恒 的 表 达 式 __________________________________________________________．
(2)打点计时器的安装放置要求为________；开始打点计时的时 候，应先________，然后________． (3)选择下列正确的实验步骤，并按顺序排列为________． A．用天平测出重锤的质量 B．把打点计时器竖直地夹稳在铁架台上 C．接通电源，松开纸带 D．松开纸带，接通电源 E．用停表记下垂锤下落的时间 F．取下纸带，重复上述实验 3 次
A．n 点是第 n 个点，则 vn＝gnT B．n 点是第 n 个点，则 vn＝g(n－1)T xn＋xn＋1 C．vn＝ 2T hn＋1－hn－1 D．vn＝ 2T
问题二 实验注意事项及误差来源分析 (一)注意事项 1．尽可能地控制实验条件，即应满足机械能守恒的条件，这就 要求尽量减小各种阻力，采取的措施有： (1)安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线竖直，以减小 摩擦阻力． (2)应选用质量和密度较大的重物，以减小空气阻力的影响． 2．应先接通电源让打点计时器开始打点，再放开纸带让重物下 落．
四、实验步骤 1．仪器安装． 按图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接 好电源．
2．打纸带和选纸带． 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．
名师点睛：重物在拖着纸带下落过程中必然受到阻力作用，主要 是打点计时器与纸带的摩擦力以及空气的阻力． 克服这些阻力做功要 消耗能量，所以重锤动能的增加量ΔEk 必定小于重力势能的减少量 ΔEp.这是实验设计上带来的系统误差．减小这种误差的方法有：使 打点计时器的限位孔在同一竖直线上，适当增加重锤的质量，减小重 锤的体积等方法来减小系统误差．
选纸带：分两种情况说明． 1 2 (1)用 mv ＝mgh 验证：这是以纸带上第一点(起始点)为基准验 2 证机械能守恒定律的方法． 由于第一点应是重物做自由落体运动开始 下落的点，所以应选取点迹清晰且第 1、2 连续两点间的距离接近 2 mm 的纸带． 1 1 2 (2)用 mv2 － mv ＝mgΔ h 验证机械能守恒定律时， 由于重力势 2 B 2 A 能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出 的第 1、2 两点间的距离是否为 2 mm 就无关紧要了，只要后面的点 迹清晰就可选用．
(1)重力势能的减少量为多少？ (2)动能的增加量是多少？ (3)根据计算的数据可得出什么结论？产生误差的主要原因是什 么？ 解析：本题主要考查实验数据处理及误差分析．重物由 O 点运 动到 B 点时： (1)重力势能的减少量为 ΔEp＝mghOB＝m×9.8×0.195 J＝1.911m J.
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高中物理第七章机械能守恒定律9实验：验证机械能守恒定律课件新人教必修.ppt
四、数据处理 1.计算各点对应的瞬时速度：根据公式vn＝hn＋12－Thn－1，计算出1、2、3…n 点的瞬时速度v1、v2、v3…vn.
2.机械能守恒定律的验证
方法一：利用起始点和第n点. 如果在实验误差允许范围内ghn＝12 vn2，则机械能守恒定律得到验证. 方法二：任取两点A、B. 如果在实验误差允许范围内ghAB＝12vB2－12vA ，则机械能守恒定律得到验证.
解析 答案
二、数据处理及误差分析
例2 某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图3甲所
示.实验中测出重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v，计算出重物减少
的重力势能mgh和增加的动能
1 2
mv2，然后进行比较，如果两者相等或近似
相等，即可验证重物自由下落过程中机械能守恒.请根据实验原理和步骤完
图6
123
解析 答案
解析 答案
(3)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点A、B、C、D、E、F各 点的瞬时速度v，以各计数点到A点的距离h′为横轴，v2为纵轴作出图象， 如图丙所示，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的 依据是_图__象__的__斜__率__等__于__1_9_.5_2_，__约__为__重__力__加__速__度__g_的__两__倍__，__故__能__验__证___.
成下列问题：
图6
(1)关于上述实验，下列说法中正确的是________. A.重物最好选择密度较小的木块
√B.重物的质量可以不测量 √C.实验中应先接通电源，后释放纸带
D.可以利用公式 v＝ 2gh来求解瞬时速度
解析 答案
(2)如图乙是该实验小组得到的一条点迹清晰的纸带，纸带上的O点是起 始点，选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计数点，并测出各 计数点到O点的距离依次为27.94 cm、32.78 cm、38.02 cm、43.65 cm、 49.66 cm、56.07 cm.已知打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电，重物 的质量为0.5 kg，则从计时器打下点O到打下点D的过程中，重物减小的 重力势能ΔEp＝_2_._1_4__ J；重物增加的动能ΔEk＝_2_._1_2__ J，两者不完全相 等的原因可能是_重__物__下__落__过__程__中__受__到__阻__力__作__用___.(重力加速度g取9.8 m/s2， 计算结果保留三位有效数字)
高中物理第七章9实验：验证机械能守恒定律课件高一物理课件
加大。
根据同样的道理,若f<50 Hz,则可能出现ΔEk>ΔEp的结果。
第十三页，共二十八页。
类型
(lèixíng)
一
类型
(lèixíng)
二
类型
(lèixíng)
三
类型一
对实验过程的理解
【例题1】 在验证机械能守恒定律的实验中,有同学按以下步骤进行实
验操作:
A.用天平称出重物和夹子的质量。
B.固定好打点计时器,将连着重物的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠
停留在理论的推导上,而且还能够通过亲自操作和实际观测,增加认识,深
化对机械能守恒定律的理解。
3.要明确纸带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法。
第二页，共二十八页。
一
二
三
四
一、实验目的
利用重物自由下落(xiàluò)的现象验证机械能守恒定律。
第三页，共二十八页。
一
二
三
四
二、实验器材(qìcái)
铁架台(带铁夹)、打点计时器、重物(带纸带夹子)、几条纸带、复写纸片、
第十六页，共二十八页。
类型
(lèixíng)
一
类型
(lèixíng)
二
类型
(lèixíng)
三
B中“让手尽量靠近”应改为“让重物尽量靠近打点计时器”,因打点计时器应
从与重物靠近的纸带一端开始打点,不致留下过长的空白纸带,纸带也不宜过
长,约40 cm即可。
C中应先接通电源,后松开纸带,因为只有当打点计时器工作正常后再让
Δℎ, 机械能守恒定律即被验证。
第五页，共二十八页。
一
二
三
四
四、实验步骤
新人教版高中物理必修二《7.9 实验：验证机械能守恒定律》课件(共7张PPT)
就必须要知道物体的质量。
起
始
h
点 纸带上的第一个点为计时起点0 （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
带刚开始下落）。
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？
x
=
1 2
gt2
=21
×9.8×0.022m
≈2×10-3m
=
2
mm
纸带上的头两个点间的距离应接近2 m m。
第七章 机械能守恒定律
实
验 在自由落体运动中，
原 理
若物体下落高度h
时
h
的速度为v ,则
mgh =
1 2
mv 2
v
实 实验器材：打点计时器、纸带、复
验 器
写纸、重物、刻度尺、铁架台（带
材 铁夹）、学生电源等。
纸带
打点计时器
铁架台
？
夹子
重物
实 验
1、将打点计时器固定在铁架台上，
步 把纸带的一端用夹子固定在重物上，
意 竖直线上，以减小摩擦阻力。
事 项
2、应选用质量和密度较大的重物，增大重力可可使
阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可
使空气阻力减小。
3、选用纸带时应尽量挑选第一、二点间距接近2mm 的点迹清晰且各点呈一条直线的纸带。
误 1、偶然误差：
差 测量长度时会带来误差 分 析 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 ΔEK 必定稍小于势能的减少量ΔEP 。
骤 另一端穿过打点计时器的限位孔。
2、用手提着纸带使重物停靠在打点 计时器附近。然后先接通电源，再 松开纸带，让重物自由下落。
高中物理 第七章 第九节《验证机械能守恒定律》课件 新人教版必修2
最新中小学教案、试题、试卷、课 件 10
（例7）如图，总长为L的光滑匀质 铁链跨过一个光滑的轻小滑轮，开始时下端
相平齐，当略有扰动时其一端下落，则当铁
链刚脱离滑轮的瞬间，铁链的速度为多大？
最新中小学教案、试题、试卷、课 件
11
（三）多个物体组成的系统的机械能守恒
机械能守恒定律内容有三种守恒形式： 1. 从守恒的角度：系统的初、末两状态 机械能守恒，即E2=E1； 2. 从转化的角度：系统动能的增加等于 势能的减少，即Ek=-Ep； 3. 从转移的角度：系统中一部分物体机 械能的增加等于另一部分物体机械能的减少， 即EA=-EB。 对多个物体的机械能守恒问题宜用 Ek=-Ep或EA=-EB列式求解。
2、守恒条件的拓展
A. 从做功角度分析 (1)物体只受重力（和弹簧弹力）。 (2)物体除重力（和弹簧弹力）以外还受到
了其它力，但其它力不做功。 (3)物体除重力（和弹簧弹力）以外还受到
了其它力，其它力做了功。但其它力做
功的代数和为零。
B. 从能量转化角度分析
最新中小学教案、试题、试卷、课 件 7
5.如图所示，小球m从斜面上高H处自由 下滑，后进入半径为R的圆轨道，不计摩擦， 则H为多少才能使球m能运动到轨道顶端？
（二）链、绳、的机械能守恒
对于绳索、链条之类的物体，由于运动 而使其重心位置改变，能否确定重心的位 置，常是解决该类问题的关键。通常采用分 段法求出每段的重力势能，然后求和即为整 体的重力势能；也可采用等效法求出重力势 能的改变量。再利用Ek=-Ep列方程求解。 质量均匀分布的规则物体常以重心的位置来 确定物体的重力势能，至于零势能参考面可 任意选取，一般以系统初态或末态的重力势 能为0，对应的解答较简单。
（例7）如图，总长为L的光滑匀质 铁链跨过一个光滑的轻小滑轮，开始时下端
相平齐，当略有扰动时其一端下落，则当铁
链刚脱离滑轮的瞬间，铁链的速度为多大？
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11
（三）多个物体组成的系统的机械能守恒
机械能守恒定律内容有三种守恒形式： 1. 从守恒的角度：系统的初、末两状态 机械能守恒，即E2=E1； 2. 从转化的角度：系统动能的增加等于 势能的减少，即Ek=-Ep； 3. 从转移的角度：系统中一部分物体机 械能的增加等于另一部分物体机械能的减少， 即EA=-EB。 对多个物体的机械能守恒问题宜用 Ek=-Ep或EA=-EB列式求解。
2、守恒条件的拓展
A. 从做功角度分析 (1)物体只受重力（和弹簧弹力）。 (2)物体除重力（和弹簧弹力）以外还受到
了其它力，但其它力不做功。 (3)物体除重力（和弹簧弹力）以外还受到
了其它力，其它力做了功。但其它力做
功的代数和为零。
B. 从能量转化角度分析
最新中小学教案、试题、试卷、课 件 7
5.如图所示，小球m从斜面上高H处自由 下滑，后进入半径为R的圆轨道，不计摩擦， 则H为多少才能使球m能运动到轨道顶端？
（二）链、绳、的机械能守恒
对于绳索、链条之类的物体，由于运动 而使其重心位置改变，能否确定重心的位 置，常是解决该类问题的关键。通常采用分 段法求出每段的重力势能，然后求和即为整 体的重力势能；也可采用等效法求出重力势 能的改变量。再利用Ek=-Ep列方程求解。 质量均匀分布的规则物体常以重心的位置来 确定物体的重力势能，至于零势能参考面可 任意选取，一般以系统初态或末态的重力势 能为0，对应的解答较简单。
《实验：验证机械能守恒定律》教学PPT课件【高中物理必修2(人教版)】
• (7)把得到的数据填入表格里，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。
新课学习
• 2、记录及数据处理
E
g＝9.8m/s2，T＝0.02s 。
D
h1(OB)
h2(OC)
h3(OD)
C
B
ΔEp1＝mgh1
பைடு நூலகம்ΔEp2＝mgh2
ΔEp3＝mgh3
这时物体的机械能守恒，即重力势能的减少等于动能的增加。设物体
的质量为m，下落距离为h时物体的瞬时速度为V，则势能减少mgh，动 v
能增加，故有
mgh＝
1 mv2 2
新课学习
• 利用打点计时器打出的纸带，测出重物下落的高度h，利用时间t内的平均 速度等于该段时间中点时刻的瞬时速度，算出对应时刻的瞬时速度V，即 可验证机械能是否守恒。
第七章·第九节
实验：验证机械能 守恒定律
复习旧课
1机械能守恒定律的内容？ 2.机械能守恒的条件是什么？
课前导入
请同学们设计实验方案验证机械能守恒
新课学习
• 【实验目的】验证机械能守恒定律 h
• 【实验原理】 在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能
和动能可以相互转化，但总的机械能守恒。 如果忽略空气的阻力，
• (2)实验时必须先接通电源，然后松开纸带让重物下落。 • (3)测量下落高度时，必须从起始点算起。选取的各计数点要离起始点远
些，可减少物体下落距离h的测量误差。纸带不宜过长，约40㎝即可。因 重物自由下落时的加速度较大，每两个计数点间的时间间隔不一定取连 打5个点的时间为计时单位。
新课学习
• (4)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。
新课学习
• 2、记录及数据处理
E
g＝9.8m/s2，T＝0.02s 。
D
h1(OB)
h2(OC)
h3(OD)
C
B
ΔEp1＝mgh1
பைடு நூலகம்ΔEp2＝mgh2
ΔEp3＝mgh3
这时物体的机械能守恒，即重力势能的减少等于动能的增加。设物体
的质量为m，下落距离为h时物体的瞬时速度为V，则势能减少mgh，动 v
能增加，故有
mgh＝
1 mv2 2
新课学习
• 利用打点计时器打出的纸带，测出重物下落的高度h，利用时间t内的平均 速度等于该段时间中点时刻的瞬时速度，算出对应时刻的瞬时速度V，即 可验证机械能是否守恒。
第七章·第九节
实验：验证机械能 守恒定律
复习旧课
1机械能守恒定律的内容？ 2.机械能守恒的条件是什么？
课前导入
请同学们设计实验方案验证机械能守恒
新课学习
• 【实验目的】验证机械能守恒定律 h
• 【实验原理】 在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能
和动能可以相互转化，但总的机械能守恒。 如果忽略空气的阻力，
• (2)实验时必须先接通电源，然后松开纸带让重物下落。 • (3)测量下落高度时，必须从起始点算起。选取的各计数点要离起始点远
些，可减少物体下落距离h的测量误差。纸带不宜过长，约40㎝即可。因 重物自由下落时的加速度较大，每两个计数点间的时间间隔不一定取连 打5个点的时间为计时单位。
新课学习
• (4)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。
实验验证机械能守恒定律ppt课件正式版
vB＝h4ATC≈1.944 m/s 所以重物从开始下落到 B 点增加的动能为 ΔEk＝12mv2B≈1.89m J.
(2)略大于；由于空气阻力和限位孔的摩擦阻力做功，将部分 机械能转化为了内能． (3)从以上计算的数据得出：在实验误差允许的范围内重 物减少的重力势能等于其增加的动能，即机械能守恒．
三、误差分析
图7－9－2
重物下落要克服阻力做功，因此减小的重力势能略大于增
加的动能．
预习导学 课堂讲义
预习导学
9 实验：验证机械能守恒定律
四、注意事项
1．尽量减小各种阻力的影响，采取的措施有： (1)安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直， 以减小摩擦阻力． (2)应选用质量和密度较大的重物，以减小阻力的影响．
答案 (1)ABD (2)底板要竖直，两限位孔在一条竖直线上 给打点计时器通 电 释放重物 (3)纸带通过打点计时器时有摩擦阻力和重物下落时所受空气 阻力 小于所减小的重力势能 质量和密度大一些的 (4)一条通过坐标原点的倾斜直线 重力加速度g
预习导学 课堂讲义
预习导学
9 实验：验证机械能守恒定律
想一想 要确定物体的动能，需测出物体下落一定高度时的
速度．根据已学过知识，可有三种方法：(1)vn＝ 2ghn；(2)vn ＝gtn；(3)vn＝hn＋12－Thn－1，本实验应采取哪种方法？ 答案 第(3)种方法．其中，第(1)种方法是根据机械能守恒定 律 mgh＝12mv2 得到的，而我们的目的是验证机械能守恒定律， 显然不能用，根据这一定律得到的结论再去验证之，因而不可 取． 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 以实际下落加速度必将小于 g，而下落高度 h 是直接测量的， 这样将得到机械能增加的结论，有阻力作用机械能应是 减少的，故这种方法也不能用．
(2)略大于；由于空气阻力和限位孔的摩擦阻力做功，将部分 机械能转化为了内能． (3)从以上计算的数据得出：在实验误差允许的范围内重 物减少的重力势能等于其增加的动能，即机械能守恒．
三、误差分析
图7－9－2
重物下落要克服阻力做功，因此减小的重力势能略大于增
加的动能．
预习导学 课堂讲义
预习导学
9 实验：验证机械能守恒定律
四、注意事项
1．尽量减小各种阻力的影响，采取的措施有： (1)安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直， 以减小摩擦阻力． (2)应选用质量和密度较大的重物，以减小阻力的影响．
答案 (1)ABD (2)底板要竖直，两限位孔在一条竖直线上 给打点计时器通 电 释放重物 (3)纸带通过打点计时器时有摩擦阻力和重物下落时所受空气 阻力 小于所减小的重力势能 质量和密度大一些的 (4)一条通过坐标原点的倾斜直线 重力加速度g
预习导学 课堂讲义
预习导学
9 实验：验证机械能守恒定律
想一想 要确定物体的动能，需测出物体下落一定高度时的
速度．根据已学过知识，可有三种方法：(1)vn＝ 2ghn；(2)vn ＝gtn；(3)vn＝hn＋12－Thn－1，本实验应采取哪种方法？ 答案 第(3)种方法．其中，第(1)种方法是根据机械能守恒定 律 mgh＝12mv2 得到的，而我们的目的是验证机械能守恒定律， 显然不能用，根据这一定律得到的结论再去验证之，因而不可 取． 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 以实际下落加速度必将小于 g，而下落高度 h 是直接测量的， 这样将得到机械能增加的结论，有阻力作用机械能应是 减少的，故这种方法也不能用．
高中物理 第七章 第9节 实验 验证机械能守恒定律课件 新人教版必修2
成才之路 ·物理
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路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
机械守恒定律 第七章
第九节 实验：验证机械能守恒定律 第七章
1 学习目标定位
2 课堂情景切入
5 考点题型设计
3 知识自主梳理
6 易错案例剖析
4 重点难点突破
7 课时作业
学习目标定位
会用打点计时器打据处理 1．求瞬时速度 记下第 1 个点的位置 O，在纸带上从离 O 点适当距离开始 选取几个计数点 1、2、3…并测量出各计数点到 O 点的距离 h1、 h2、h3…再根据公式 vn＝hn＋12－Thn－1，计算出 1、2、3、4、…n 点的瞬时速度 v1、v2、v3、v4…vn。
2．机械能守恒验证 方法一：利用起始点和第 n 点。 从起始点到第 n 个计数点，重力势能减少量为 mghn，动 能增加量为12mv2n，计算 ghn 和12v2n，如果在实验误差允许的范围 内，ghn＝12v2n，则机械能守恒定律得到验证。
三、注意事项 1．应尽可能控制实验条件，即应满足机械能守恒的条 件，这就要尽量减少各种阻力，采取的措施有： (1)铁架台应竖直安装，可使纸带所受阻力减小。 (2)应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影 响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小。 2．应先接通电源让打点计时器开始打点，再放开纸带让 重锤下落。
实验原理
在只有___重__力_____作用的自由落体运动中，物体的重力势 能和动能可以互相转化，但总机械能___守__恒_____。
若物体由静止下落高度 h 时，其瞬时速度为 v，则重力势 能的减小量为__m__g_h___，动能的增加量为___12_m_v_2____，看它们 在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守 恒定律。
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机械守恒定律 第七章
第九节 实验：验证机械能守恒定律 第七章
1 学习目标定位
2 课堂情景切入
5 考点题型设计
3 知识自主梳理
6 易错案例剖析
4 重点难点突破
7 课时作业
学习目标定位
会用打点计时器打据处理 1．求瞬时速度 记下第 1 个点的位置 O，在纸带上从离 O 点适当距离开始 选取几个计数点 1、2、3…并测量出各计数点到 O 点的距离 h1、 h2、h3…再根据公式 vn＝hn＋12－Thn－1，计算出 1、2、3、4、…n 点的瞬时速度 v1、v2、v3、v4…vn。
2．机械能守恒验证 方法一：利用起始点和第 n 点。 从起始点到第 n 个计数点，重力势能减少量为 mghn，动 能增加量为12mv2n，计算 ghn 和12v2n，如果在实验误差允许的范围 内，ghn＝12v2n，则机械能守恒定律得到验证。
三、注意事项 1．应尽可能控制实验条件，即应满足机械能守恒的条 件，这就要尽量减少各种阻力，采取的措施有： (1)铁架台应竖直安装，可使纸带所受阻力减小。 (2)应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影 响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小。 2．应先接通电源让打点计时器开始打点，再放开纸带让 重锤下落。
实验原理
在只有___重__力_____作用的自由落体运动中，物体的重力势 能和动能可以互相转化，但总机械能___守__恒_____。
若物体由静止下落高度 h 时，其瞬时速度为 v，则重力势 能的减小量为__m__g_h___，动能的增加量为___12_m_v_2____，看它们 在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守 恒定律。
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
高中物理 第7章 第9节 实验：验证机械能守恒定律课件 新人教版必修2
2、用手提着纸带使重物停靠在打点计时 器附近。然后先接通电源，再松开纸带， 让重物自由下落。
3、更换纸带，重复几次。 4、选择合适的纸带，处理数据。
纸带的选择
第1、2两点间的距离接近 2mm，且点迹清晰
计时器打下的第一个点作为起始点，适 当大距离后选一个点作终点
验证：
mgh 1 mv2 2
起始点
各计数点的速度，h表示各计数点到P点的距离，
以v2/2为纵轴，以h为h图线，若斜率等于某个物理量的数值时，
说明重物下落过程中机械能P
AB C
守恒，该物理量是
当地重力加速度 。
15.523.2352.50
单位cm
07届广东省惠阳市综合测试卷三11
11.电磁打点计时器是一种计时装置，请根据电磁
图象法处理数据
1
2
v
2
gh =
1 2
v2
0
h
误差分析
mgh 1 mv2 的原因？
2
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 能减小量
〖思考〗
速度能不能用 v = 2gh 或 v = gt 计算？
〖思考〗
可以回避起始点吗（即处理纸带时可 以不用到起始点吗）?
终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4～6个点当起 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。
注 意 事
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。
项 2、应选用质量和密度较大的重物，增大重
力可可使阻力的影响相对减小，增大密度
可以减小体积，可使空气阻力减小。
3、选用纸带时应尽量挑选第一、二点间距
3、更换纸带，重复几次。 4、选择合适的纸带，处理数据。
纸带的选择
第1、2两点间的距离接近 2mm，且点迹清晰
计时器打下的第一个点作为起始点，适 当大距离后选一个点作终点
验证：
mgh 1 mv2 2
起始点
各计数点的速度，h表示各计数点到P点的距离，
以v2/2为纵轴，以h为h图线，若斜率等于某个物理量的数值时，
说明重物下落过程中机械能P
AB C
守恒，该物理量是
当地重力加速度 。
15.523.2352.50
单位cm
07届广东省惠阳市综合测试卷三11
11.电磁打点计时器是一种计时装置，请根据电磁
图象法处理数据
1
2
v
2
gh =
1 2
v2
0
h
误差分析
mgh 1 mv2 的原因？
2
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 能减小量
〖思考〗
速度能不能用 v = 2gh 或 v = gt 计算？
〖思考〗
可以回避起始点吗（即处理纸带时可 以不用到起始点吗）?
终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4～6个点当起 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。
注 意 事
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。
项 2、应选用质量和密度较大的重物，增大重
力可可使阻力的影响相对减小，增大密度
可以减小体积，可使空气阻力减小。
3、选用纸带时应尽量挑选第一、二点间距
《实验：验证机械能守恒定律》课件
机械能守恒定律的定义和表述
关键知识点总结
学习成果评价
理解和掌握机械能守恒定律的定义和表述，能够准确地表述定律的内容和意义。 能够理解和掌握动能和势能的转化关系，能够准确地分析物体在运动过程中动能和势能的变化情况。 能够理解和掌握机械能守恒的条件和判断方法，能够准确地分析物体的受力情况和运动情况，以及计算动能和势能的变化。 能够应用机械能守恒定律解决各种实际问题，能够准确地建立物理模型，列出机械能守恒的方程，并求解未知量。
实验操作过程
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。
PART.02
搭建实验装置
01
将支架固定在平稳的实验台上，确保其稳定性。
02
在支架的横梁上悬挂滑轮，调整滑轮高度，使其与实验要求相符。
03
将细绳一端固定在滑轮上，另一端绕过动滑轮后连接至重物。
调整实验仪器
实验结果与理论预测比较
实验测量得到的数据与理论预测值基本相符，验证了机械能守恒定律的正确性。 通过对比实验数据和理论预测值，可以进一步分析实验误差的来源。 实验结果与理论预测的一致性表明，该实验具有较高的可靠性和准确性。
实验误差原因分析
测量误差
空气阻力
摩擦阻力
01
02
03
由于测量仪器精度、人为操作等因素引起的误差。
实验中未考虑空气阻力的影响，导致实际机械能略有损失。
实验装置中可能存在摩擦阻力，使得部分机械能转化为内能。
在数据处理过程中，由于计算方法、舍入误差等因素引起的误差。
实验拓展与应用
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PART.05
关键知识点总结
学习成果评价
理解和掌握机械能守恒定律的定义和表述，能够准确地表述定律的内容和意义。 能够理解和掌握动能和势能的转化关系，能够准确地分析物体在运动过程中动能和势能的变化情况。 能够理解和掌握机械能守恒的条件和判断方法，能够准确地分析物体的受力情况和运动情况，以及计算动能和势能的变化。 能够应用机械能守恒定律解决各种实际问题，能够准确地建立物理模型，列出机械能守恒的方程，并求解未知量。
实验操作过程
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。
PART.02
搭建实验装置
01
将支架固定在平稳的实验台上，确保其稳定性。
02
在支架的横梁上悬挂滑轮，调整滑轮高度，使其与实验要求相符。
03
将细绳一端固定在滑轮上，另一端绕过动滑轮后连接至重物。
调整实验仪器
实验结果与理论预测比较
实验测量得到的数据与理论预测值基本相符，验证了机械能守恒定律的正确性。 通过对比实验数据和理论预测值，可以进一步分析实验误差的来源。 实验结果与理论预测的一致性表明，该实验具有较高的可靠性和准确性。
实验误差原因分析
测量误差
空气阻力
摩擦阻力
01
02
03
由于测量仪器精度、人为操作等因素引起的误差。
实验中未考虑空气阻力的影响，导致实际机械能略有损失。
实验装置中可能存在摩擦阻力，使得部分机械能转化为内能。
在数据处理过程中，由于计算方法、舍入误差等因素引起的误差。
实验拓展与应用
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PART.05