高一物理必修二第五章7.9实验验证机械能守恒定律市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件.pptxVIP

高一·物理;万有引力与航天;第九节试验：验证机械能守恒定律;学习目标定位;;*;;你体验过公园里翻滚过山车吗？过山车，咆哮着、飞驰着，担心、惊险、刺激。其势能与动能相互转化，而总机械能保持不变(忽略阻力)。

你想过吗，我们怎样经过试验来验证机械能守恒定律。;;验证机械能守恒定律。;在只有________作用自由落体运动中，物体重力势能和动能能够相互转化，但总机械能________。;铁架台(带铁夹)，打点计时器，重锤(带纸带夹子)，纸带数条，复写纸片，导线，毫米刻度尺。除了上述器材外，还必须有__________(交流4～6V)。

注意：重锤应选体积______、质量______者，以降低空气阻力影响。又因无需测其质量，所以本试验不用________。;;一、试验步骤

1．按图(甲)装置竖直架稳打点计时器，并用导线将打点计时器接在4～6V交流电源上。

2．将长约1m纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器地方。

3．接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列点。

4．换几条纸带，重复上面试验。;第15页;

5．在取下纸带中挑选第一、二两点间距离靠近2mm且点迹清楚纸带进行测量。先记下第一点0位置，再任意取五个点1,2,3,4,5，用刻度尺测出距0点对应距离，如图(乙)所表示。

6．计算出各点对应瞬时速度v1，v2，v3……。

7．计算各点对应势能降低许mghn并和动能增加量mv/2进行比较。;第17页;第18页;第19页;第20页;

三、注意事项

1．应尽可能控制试验条件，即应满足机械能守恒条件，这就要尽可能降低各种阻力，采取办法有：

(1)铁架台应竖直安装，可使纸带所受阻力减小。

(2)应选取质量和密度较大重物，增大重力可使阻力影响相对减小，增大密度能够减小体积，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。;第22页;四、误差分析

1．测量长度时会存在偶然误差，所以测长度时要多测几次，取平均值即可减小此误差。

2．因为本试验中有纸带与限位孔间摩擦力(主要原因)和空气阻力(次要原因)影响，这是系统误差，它使增加动能小于减小重力势能，要减小影响，采取增加重锤??量方法，因为当重锤重力远大于阻力时，可忽略阻力影响。

3．为了减小相对误差，选取计数点最好离第一个点远一些。

4．若第一、第二两点间距离小于2mm，则这两点间时间间隔不到0.02s或阻力过大。;;试验原理及操作步骤;(1)请指出试验装置中存在显著错误：______________。

(2)进行试验时，为确保重物下落时初速度为零，应________(选填“A”或“B”)。

A．先接通电源，再释放纸带

B．先释放纸带，再接通电源

(3)依据打出纸带，选取纸带上连续打出1、2、3、4四个点如图乙所表示。已测出点1、2、3、4到打出第一个点O距离分别为h1、h2、h3、h4，打点计时器打点周期为T。若代入所测数据能满足表示式gh3＝________，则可验证重物下落过程机械能守恒(用题目中已测出物理量表示)。;解析：(1)从图甲中试验装置中发觉，打点计时器接在了“直流电源”上，打点计时器工作电源是“低压交流电源”。所以，显著错误是打点计时器不能接在“直流电源”上。

(2)为了使纸带上打下第1个点是速度为零初始点，应该先接通电源，让打点计时器正常工作后，再释放纸带。若先释放纸带，再接通电源，当打点计时器打点时，纸带已经下落，打下第1个点速度不为零。所以，为确保重物下落初速度为零，应先接通电源，再释放纸带。;第28页;在“验证机械能守恒定律”试验中，下面列出一些试验步骤：

A．用天平称出重物和夹子重量

B．把重物系在夹子上

C．将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系住重物夹子，再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计时器静止

D．把打点计时器接在学生电源交流输出端，把输出电压调至6V(电源不接通);

E．把打点计时器固定在桌边铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上

F．在纸带上选取几个点，进行测量和统计数据

G．用秒表测出重物下落时间

H．接通电源，待计时器响声稳定后释放纸带

I．切断电源

J．更换纸带，重新进行两次

;

K．在三条纸带中选出很好一条

L．进行计算，得出结论，完成汇报

M．拆下导线，整理器材

以上步骤中，无须要有________，正确步骤合理次序是________(填写字母)。

答案：AG；EDBCHIJMKFL

解析：只为了验证机械能守恒，没必要称量重物质量。打点计时器本身就是计时仪器，不再需要秒表。;试验数据处理;(2)若试验中所用重物质量m＝1kg。打点纸带如图所表示，打点时间间隔为0.02s，则统计B点时，重物速度vB＝________m/s，重物动能Ek＝