实验验证机械能守恒定律.ppt

第七章机械能守恒定律7.9实验：验证机械能守恒定律复习包括动能、重力势能和弹性势能。1.机械能：2.机械能守恒定律：在只有重力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。②从功的观点看：只有重力和系统内弹力做功,其他力不做功(或其他力做功的总和为零）.①从能的观点看：只是系统内动能与势能的相互转化3.机械能守恒条件：4.在运用①E1=E2求解时，必须在同一问题中选取同一零势能参考面。但如果运用②ΔEk=?ΔEp不必选取零势能参考面，只要弄清过程中动能与重力势能的变化关系即可列式。5.解题步骤：【实验目的】验证机械能守恒定律【实验原理】①做自由落体运动的物体，只受重力，机械能守恒，质量m的物体静止自由下落h时，速度为v,有：②打点计时器打出的纸带，测出物体自由下落的高度为h,该时刻的速度为υ。OABChL验证机械能守恒定律实验装置图接电源【实验器材】带铁夹的铁架台，打点计时器，重锤（带纸带夹子），复写纸，导线，毫米刻度尺，学生电源。【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。③重复几次，选取3～5条点迹清晰的且第1、2两点间距在2毫米之间的纸带。④在打好的纸带中选取一条点迹清晰地纸带，在起始点标上O，以后每隔四个点标上1,2,3……并用刻度尺测量出对应的下落高度h1，h2，h3，……⑤用中间时刻的速度等于平均速度计算各点的瞬时速度v1、v2、v3、……⑥计算对应点的势能减少量，并将两者进行比较。123456①打点计时器安装稳固，并使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。②实验中，需保持提纸带的手不动，待接通电源，打点计时器工作稳定后再松开纸带，让重锤下落。③选取纸带时本着点迹清晰，且第1、2两点间距离近2毫米的原则。2.注意事项接电源④测定下落高度时，需从起点量起，并且各点对应的下落高度要一次测完，为了减少h的相对误差，选取的计数点要离起点远一些，纸带不宜过长，40厘米为宜。OABChL⑤速度:一定是用中间时刻的速度等于平均速度来计算.⑥不需测量小球的质量，选取密度较大的物体做重锤，以相对减小空气阻力的影响。方法一：代入gh和v2/2，若gh≈v2/2，则机械能守恒3.验证方法（数据处理）方法二：任意取两点A、B，测出hAB及vA、vB，则重力势能减小ΔEP=mgh和动能增大若ΔEP≈ΔEk，则机械能守恒方法三：图象法11.511.18（1）在测量重锤下落的高度与计算某点的瞬间时速度，都要涉及长度的测量.测量过程中必然带来偶然误差.减小这种误差的方法有：4.误差分析（2）重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器及空气的阻力)做功，使得动能的增加量△Ek必定小于重力势能的减少量△Ep.减小这种误差的方法有：使打点计时器的两个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①保证测量从O点开始测量；②选取的计数点应尽可能离O点远些，以减小相对误差例题在“验证机械能守恒定律”的实验中，在器材：铁架台、打点计时器、复写纸、纸带、低压交流电源、天平、重锤、导线及开关.其中不必要的是__________；缺少的是________.（1）下列实验步骤排列顺序为__________A.将打点计时器竖直安装在铁架台上；B.接通电源，再松开纸带，让重锤自由下落；C.取下纸带，更换新纸带重新做实验；D.将重锤固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带，保持静止；E.选择一条理想纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1、h2、h3，计算出对应瞬时速度v1、v2、v3；F.分别算出mv2/2和mgh，在实验误差范围内看是否相等天平刻度尺ADBCEF例题（2）已知g=9.8m/s2，所用重锤质量1.00kg，纸带如图，把第一个点记作O，另选连续的测量点A、B、C、D，xOA=62.99cm，xOB=70.18cm，xOC=77.76cm，xOD=85.78cm，则C点的速度大小为____m/s，由O到C重力势能的减少量ΔEP=_____J，动能的增加量ΔEK=____J。（取三位有效数字）（3）比较得ΔEK_____ΔEP，原因是______________.OABCDΔEP=mgOC≈7.62JΔEK=mvC2/2≈7.61J（3）比较得ΔEK