高一物理人教版必修二同步课件:7.9 实验:验证机械能守恒定律1

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新人教 必修二高中物理7.9《实验:验证机械能守恒定律》课件

新人教 必修二高中物理7.9《实验:验证机械能守恒定律》课件
第七章:机械能守恒定律
第 9 节:实验:验证机械能守恒定律
1.理解实验的设计思路,明确实验中需要直接测量的物理量。
2.知道实验中选取测量点的有关要求,会根据实验中打出的纸 带测定物体下落的距离,掌握测量物体运动的瞬时速度的方 法。
3.能正确进行实验操作,能够根据实验数据的分析得出实验结 论。
4.能定性地分析产生实验误差的原因,并会采用相应的措施减 小实验误差。
首先让学生观看一段机械能守恒的视频,让学生对机 械能守恒中动能与势能的相互转化有个深刻的体会,接着向 学生抛出问题,怎么来验证物体的机械能是否守恒,引导学 生提出实验方案,最后分析实验中可能会出现的误差,并分 析其出现的原因。
可以利用刻度尺来量出物体下落的高度,得到物体势能 的变化;利用打点计时器和纸带来计算物体动能的变化,最 后,根据物体势能的变化与动能的变化来判断物体机械能是 否守恒。
该实验需要测量哪些物理量呢?
物体下落的高度 可以用刻度尺直接量 物体在某一位置的速度 利用纸带和打点计时器来计算
A
B
C
t
t
x
x
vB
v AC
2t
三、实验器材
打点计时器、纸带、重 物、刻度尺、铁架台 (带铁夹)、交流电源等
铁架台
纸带
打点计时器

夹子
重物
四、实验步骤
1. 按如图装置把打点计时器安装在铁 架台上,用导线把打点计时器与电源 连接好。
2. 以物体下落过程中某一点 A 基准
下落起始点 O
物体从 A 点下落到 B 点下落的高 度为 Δh,在 A 点的速度为 vA,在 B 点的速度为 vB
物体重力势能的减小量为:mgΔh
物体动能的增加量为:

人教版高中物理必修二第七章第九节实验:验证机械能守恒定律 (共21张PPT)

人教版高中物理必修二第七章第九节实验:验证机械能守恒定律 (共21张PPT)

cm、85.73 cm,根据以上数据,可知重物由O点运动
到C点重力势能的减少量等于
J,动能的增
加量等于
J.(取三位有效数字)
图5 思路点拨 由本实验原理:重物自由下落过程中,
由于只有重力做功(忽略空气阻力),遵循机械能守
恒定律,即物体的重力势能减少量等于动能的增加 量, mgh 1 mv2.
2
解析 由题意知重物由O点运动至C点,下落的高度 为hC=77.76 cm=0.777 6 m,m=1.00 kg,g=9.80 m/s2, 所以重力势能的减少量为 ΔEp=mghC=1.00×9.80×0.776 J=7.60 J. 重vC物经B2T过D C 点OD的2T即O时B 速度vC可由下式求出
物理模型.
解析 (1)因本实验中是通过比较重物的重力势能减
小量mghn和动能12 mvn增2 加量的大小来达到验证的 目的,对于同一个研究对象(重物)来说,质量是一定的,
故只需比较ghn,和
1 2
vn
2就能达到目的,选项C
是没必要的.选项B、D是错误的,应将打点计时器接
到电源的“交流输出”上;释放悬挂纸带的夹子,先接
相邻的前、后两段相等时间间隔T内下落的高度xn-1 和xn+1(或用hn-1和hn+1),然后由公式vn=(xn+1+xn1)/2T 或由vn=(hn+1-hn-1)/2T可得vn(如图1所示).
图1
【实验器材】 铁架台(带铁夹)、打点计时器、交流电源(与打点计 时器配套)、导线、带铁夹的重物、复写纸、纸带、 刻度尺.
m/s,
v2
l t2
3102 2 102
m/s
1.5
m/s

新人教高中物理必修二 7.9 验证机械能守恒定律(共23张PPT)

新人教高中物理必修二 7.9 验证机械能守恒定律(共23张PPT)
纸带
测量这些物理 量,需要哪些
器材?
铁架台
打点计时器 ? 夹子
重物
❖11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信,人不欺我;对事以诚信,事无不成。 ❖12、首先是教师品格的陶冶,行为的教育,然后才是专门知识和技能的训练。 ❖13、在教师手里操着幼年人的命运,便操着民族和人类的命运。2021/11/62021/11/6November 6, 2021 ❖14、孩子在快乐的时候,他学习任何东西都比较容易。 ❖15、纪律是集体的面貌,集体的声音,集体的动作,集体的表情,集体的信念。 ❖16、一个人所受的教育超过了自己的智力,这样的人才有学问。 ❖17、好奇是儿童的原始本性,感知会使儿童心灵升华,为其为了探究事物藏下本源。2021年11月2021/11/62021/11/62021/11/611/6/2021 ❖18、人自身有一种力量,用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量,一旦他这样做,就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2021/11/62021/11/6
avBt = vAC
v
vC vB vA
0
t
2t t
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。
思考
这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。
速度能不能用 v = 2gh 或 v = gt 计算?
这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
4
3
s3
s2 2
h4 h3
s1
1
h2
0
h1
图2
数据记录
测量点n 1 2 3 4 5 6

高中物理必修二7.9实验:验证机械能守恒定律 课件(人教版必修2)

高中物理必修二7.9实验:验证机械能守恒定律  课件(人教版必修2)

(3)根据实验判断下列图象正确的是(其中ΔEk 表示物体动能的变化,Δh表示物体下落的 高度)( )
实验改进
如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现 有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带 、带铁夹的重锤.回答下列问题:
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器 材有________.(填入正确选项前的字母) A.米尺 D.直流电源 B.秒表 E.交流电源 C.天平
例1
(2)实验中误差产生的原因有________.(写出两个 原因)
第九节
实验:验证机械能守恒定律
一、实验目的: 验证机械能守恒定律 二、实验原理: 做自由落体运动的物体,只受重力作用, 其机械能守恒。 (1)物体下落的高度为h时速度为v,则物体的重力势 能减小量为mgh,动能增加量为1/2mv2。 如果在误差范围内 mgh=1/2mv2 ,即gh=1/2v2, 就验证了机械能守恒定律.
(2)如图所示,借助打点计时器打出的纸带,测出物体 自由下落的高度h和该时刻的速度v,以纸带上的第n 个点为例:
xn+xn+1 hn+1-hn-1 vn= = 2T 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, 复写纸,导线,毫米刻度尺,学生电源.
四、实验步骤:
1.安装装置: 将打点计时器固定在铁架台上,用导线将打点计时器与低压交流电源相连 。 2.接电源,打纸带: 把纸带的一端在重物上用夹子固定好,另一端穿过打点计时器的限位孔, 用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近,接通电源,待打点稳定后松开 纸带,让重物自由下落.重复几次,打下3~5条纸带. 3.选纸带:
6.不需要测重物的质量m.
六、误差分析
1.偶然误差:测量相关长度时带来的,减小的方法是多测几次 取平均值.

人教版高一物理必修二7.9实验:验证机械能守恒定律1

人教版高一物理必修二7.9实验:验证机械能守恒定律1
自由落体,因为方便、简单、好测、等等。
问题4:自由落体运动的能量是怎么转化的?你想 通过比较哪些量来说明在该运动过程中机械能守 恒。
重力势能转动能,我们想通过比较势能的减 小量和动能的增大量间的关系来验证机械能 是否守恒。
问题5:为了测量势能的减小量和动能的增大量需 要用到哪些实验器材测量哪些物理量?
新课导学
问题1:机械能守恒定律的内容是什么?
在只有重力或弹力做功的物体系统内,动、势 能相互转化,而总的机械能保持不变。
问题2:举几个机械能守恒的例子
抛体运动、自由落体运动、单摆摆动、光滑斜面 上下滑的物体、等等。
问题3 :如果让你选择一种运动形式来验证机械 守恒定律,你会选择哪一种?为什么?
问题13:在这种实验方案中,引起实验误差的原 因有哪些?为了尽可能地减小实验误差,应该在 哪些方面动脑筋呢?
空气阻力、摩擦阻力,我们可用密度 大的重物体做实验,最好用电磁打点 计时器等等。
问题14:不测物体的质量能比较重力势能的减小 量和动能的增大量的大小吗?
能,因为是同一物体的质量。
课堂小结
你想通过比较哪些量来说明在该运动过程中机械能守重力势能转动能我们想通过比较势能的减小量和动能的增大量间的关系来验证机械能是否守恒
9.实验:验证机械能守恒定律
学习目标:
1.理解实验的思路,明确测量的物 理量. 2.能正确地进行实验操作. 3.会根据纸带测定下落的距离,掌 握瞬时速度测量的方法. 4.能根据实验数据得出实验结论.
重物要靠近打点计时器的位置,这样会减少 纸带与限位孔之间的摩擦。
问题10:你是选择哪两个位置作为过程的开始和
终结的?并测出对应位置的瞬时速度和下落的高 度。
问题11:请同学们通过计算重力势能的减小量和

高一物理人教版必修2课件:7.9 实验:验证机械能守恒定律

高一物理人教版必修2课件:7.9 实验:验证机械能守恒定律
(实验数据的处理)在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频 率为50 Hz,当地重力加速度的值为9.80 m/s2,测得所用重物的质量为1.0 kg。甲、 乙、丙三个学生分别用同一装置打出三条纸带,量出各纸带上前两个点间的距离 分别为0.18 cm、0.18 cm和0.25 cm,可看出其中肯定有一个学生在操作上出现了 问题,出现的问题是 。若按实验要求正确地选出纸带
就能达到稳定状态,同时开始的几个点比较密集,会增加长度测量的误差。
X 新知导学 Z重难探究
INZHIDAOXUE
HONGNANTANJIU
D当堂检测
ANGTANGJIANC



X 新知导学 Z重难探究
INZHIDAOXUE
HONGNANTANJIU
D当堂检测
ANGTANGJIANC



例题2
X 新知导学 Z重难探究
INZHIDAOXUE
HONGNANTANJIU
D当堂检测
ANGTANGJIANC



有错误或不妥的步骤是B、C、D、F。原因和更正办法分别是 B中“让手尽量靠近”应改为“让重物尽量靠近打点计时器”,因打点计时器开始工 作应从与重物靠近的纸带开始打点,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重物 下落,才可保证打第一个点时重物的初速度为零或近似为零,并且使纸带上的第一 个点是清晰的小点。 D中应将“距离O点较近处”改为“距离O点较远处”,因为所取的各计时点应尽量 是重物自由下落运动的真实记录,而打点计时器接通电源开始工作后不一定很快
,②
,③

高中物理人教版必修二《79实验:验证机械能守恒定律》课件


是否守恒,实验装置如图所
示.
方法 2: ①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 Δh.若物体的机械能 守恒,应有 ΔEp=ΔEk.
②计算打第 n 个点速度的方法: 测出第 n 个点与相邻前后点间的距离 xn 和 xn+1,由公式 vn=xn+2Txn+1或 vn= hn+12-Thn-1算出,如图所示.
6.应用公式 v0=hn+12-Thn-1计算各点对应的即时速度 v1、v2。
7.计算各点对应的重力势能减少量 mgh 和动能的增加量 12mv2,进.打点计时器安装时,必须使两纸带限位孔在同一竖直线上, 以减小摩擦阻力.
• 2.实验时,需保持提纸带的手不动,先接通电源、让打点计时 器工作正常后才松开纸带让重锤下落,以保证第一个点是一个清 晰的小点.
七、巩固训练:
完成导学案例1、例2、例3
谢谢观看
• 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, 复写纸片,导线,毫米刻度尺、 学生电源(交流4~6V).
• 四、实验步骤 • 1.按图把打点计时器安装在铁架台上,用导线把打点计时器与学生电源连接
好. • 2.纸带的一端固定在重锤上,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,松开纸带,让重锤自由下落 • 4.重复几次,得到3~5条打好点的纸带. • 5.在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2 mm,且点迹清晰的一
条纸带,在起始点标上0,以后各点依次标1、2、3……用刻度尺测出对应下落
高度h1、h2、h3…….
• 3.选用纸带时应尽量挑第一、二点间接近2mm的纸带.
• 4.测量下落高度时,应从起点算起,为了减小h的相对误差,选 取的各个计数点要离起点远一些,但纸带也不宜过长,有效长度 可在60cm~80cm以内.

高中物理 7.9实验:验证机械能守恒定律课件 新人教版必修2


[答案] (1)ADBCEF (2)BCD
完整版ppt

21
本实验采用自由落体法来验证机械能守恒,即通过纸带下
落,比较重力势能减少量ΔEp=mgh和动能增加量ΔEk=
1 2
mv
2 2

12mv12的关系,关键是测量下落的距离和重物的始末速度.
完整版ppt
22
1.在验证机械能守恒定律的实验中,有同学采用
完整版ppt
20
[解析] (1)实验步骤的合理顺序为ADBCEF.
(2)若从打第一个点开始测量,则必须选第1、2两点间距接
近2 mm的纸带;若从某个清晰的点开始测量,也可以验证机械
能守恒,但应该用
1 2
mv
2 2

1 2
mv
2 1
=mgΔh的形式,故A错误,B正
确;由实验数据处理方法可知,C、D均正确.
m,某一时刻物体下落的瞬时速度为v,下落高度为h,则应有
mgh=
1 2
mv2,借助打点计时器,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.
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Δh.若物体的机械能守恒,应有ΔEp=
ΔEk.
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,计算出点1、点2、点3、…的
瞬时速度v1、v2、v3、…. 2.要验证的是12mv2=mgh或12mv22-12mv21=mgΔh,只需验
证12v2=gh或12v22-12v21=gΔh,因此不需要测量重物的质量m.
完整版ppt
11
3.验证:通过计算,在误差允许的范围之内
1 2
v
2 n

高中物理(人教版必修2)第七章同步教学课件- 7.9 实验-验证机械能守恒定律 (共37张PPT)


1 2 (3)根据实验原理,只要验证 ghn= vn即可验证机械能守恒 2 定律。因此需求解 v 3。根据匀变速直线运动规律关系式可得,
2 h4-h2 1 2 (h4-h2) v3= ,则有 v3= ,故只要在误差允许的范围内 2T 2 8T2
(h4-h2)2 验证 gh3= 成立,就可验证重物下落过程中机械能守 2 8T 恒。
方法三:图象法。 从纸带上选取多个点, 测量从第一个点到其余各点的 1 2 下落高度 h,并计算各点速度的平方 v ,然后以 v 为纵轴,以 2
2
1 2 h 为横轴,根据实验数据绘出 v -h 图线。 2 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。
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。 3.选取纸带的原则是:
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 1 2 1 2 增加量为 mvn, 计算 ghn 和 vn, 如果在实验误差允许的范围内, 2 2 1 2 ghn= vn,则机械能守恒定律得到验证。 2
方法二:任取两点 (1)任取两点 A、B 测出 hAB,求出 ghAB。 1 2 1 2 (2)求出 A、B 两点的瞬时速度,求出 vB- vA的值。 2 2 1 2 1 2 (3)如果在实验误差允许的范围内,ghAB= vB- vA,则机 2 2 械能守恒定律得到验证。

高中物理必修二教材7.9《实验:验证机械能守恒定律》ppt


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12v2 为纵轴,以 h 为横轴,根据实验数据绘出12v2 -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。 六、注意事项 (1)打点计时器要稳定地固定在铁架台上,打点计
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一、实验目的 验证机械能守恒定律。 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度为 v,下落高度为 h,则重力势能的减少量为 mgh,动能的增加量为 12mv2,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。
七、误差分析 (1)本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻 力(空气阻力、打点计时器阻力)做功,故动能的增加量ΔEk 稍小于重力势能的减少量ΔEp,即ΔEk<ΔEp,这属于系统误 差。改进的办法是调整器材的安装,尽可能地减少阻力。 (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0点量起,一次将 各打点对应的下落高度测量完。或者采用多次测量取平均值 来减小误差。
(2)实验中甲、乙、丙三学生分别用同一装置得到三条点迹 清晰的纸带,量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为 0.18 cm、0.19 cm、0.25 cm,则可肯定________同学在操作 上有错误,错误的原因是________________。若按实验要求 正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个 点O间的距离分别为15.55 cm、19.20 cm和23.23 cm。则当打 点计时器打点B时重物的瞬时速度v=________ m/s;重物由 O到B过程中,重力势能减少了________J,动能增加了 ________J(保留3位有效数字),根据所测量的数据,还可以 求出重物实际下落的加速度为________m/s2,则重物在下落 的过程中所受到的阻力为________N。
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