高中物理第七章机械能守恒定律第9节实验：验证机械能守恒定律课件2新人教版必修.ppt

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1、【实验目的】【实验原理】【实验器材】【实验内容】【注意事项】【实验练习】电火花计时器纸带夹子重物【误差分析】1、学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。2、进一步熟练掌握应用记时器打纸带研究物体运动的方法。【实验目的】如果忽略空气的阻力，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，动能增加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。【实验原理】故有：mgh＝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

2、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。hV铁架台（带铁夹）、电火花计时器或打点计时器、直尺、重锤、纸带、复写纸片、导线、电源。【实验器材】【实验内容】1、步骤(1)如图所示，把电火花记时器或打点计时器竖直地固定在置于桌边的铁架台上，将计时器与电源连接好。(2)将纸带穿过电火花记时器或打点计时器的限位孔，并把纸带的一端固定在重物上，使重物停在靠近计时器的地方，用手提着纸带。(3)先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落，计时器就在纸带上打下一列小点。电火花计时器纸带夹子重物(4)重复几次，

3、得到3～5条纸带。(5)在打好点的纸带中挑选“点迹清晰，且第一、二两点间距离约为2mm”的一条纸带，记下第一个点的位置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个连续的点1、2、3……，并用刻度尺依次测出各点到位置O的距离，这些距离就是物体运动到点1、2、3、……时下落的高度h1、h2、h3……。(6)应用平均速度就是中间时刻的瞬时速度的方法，计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3……。(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。演示2、记录及数据处理g＝9

4、.8m/s2，T＝0.02s。AOEDCBh3(OD)h1(OB)h2(OC)ΔEp1＝mgh1ΔEp2＝mgh2ΔEp3＝mgh3S1(AB)S2(BC)S3(CD)S4(DE)3、结论：在只有重力做功的情况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。(1)安装计时器时竖直架稳，计时器的两限位孔必须在同一竖直线上，以减少重物带动纸带下落过程受到的阻力。(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4

5、0㎝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。【注意事项】(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。(5)实际上重物和纸带下落过中要克服阻力做功，所以动能的增加量要小于势能的减少量。(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是清晰的小点。(7)纸带挑选的标准是第一、二两点间的距离接近2mm。(1)由于测量长度带来的误差属偶然误差，减小的办法一是测距离时都从起点O量起，二是多测几次取平均值。(2)实际上重物和纸带下落过程

6、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，这是属于系统误差。【误差分析】【实验练习】1、在“验证机械能守恒定律”的实验中，下面叙述正确的是[]A．应用天平称出重物的质量。B．应当选用点迹清晰，第一、二两点距离约2mm的纸带进行测量。C．操作时应先放纸带，后接通电源。D．打点计时器应接在电压为4～6V的直流电源上。答案：B2、在验证重锤自由下落过程中机械能守恒的实验中，下列说法正确的是[]A．实验时，应先接通打点计时器，等打点稳定后再释放纸带B．必须用天平称量所用重锤的质量C．为了方便，应在

7、打下的纸带上每5个点取一个计数点进行测量和计算D．本实验的系统误差，总是使重力势能的减少量大于动能的增加量答案：AD3、在“验证机械能守恒定律”的实验中：需直接测量的物理量是____________________；间接测量的物理量是____________________。参考答案：重锤下落的高度h重锤运动的速度v4、在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证重锤下落时重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有()A．用天平称出重锤的质量B．把电火花计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电

8、源连接起来C．把纸带的一端固定到重锤上，另一端穿过电火花计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度D．接通电源，释放纸带E．用秒表测出重锤下落的时间答案：ABE5、在《验证机械能守恒