科学验证：机械能守恒定律（第二课时）高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册.pptxVIP

第一章功和机械能第5节科学验证：机械能守恒定律第2课时

机械能守恒定律告诉我们，在只有重力或弹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。下面我们通过实验验证机械能守恒定律。

1.理解验证机械能守恒定律的实验原理，会完成实验并处理数据，归纳实验结论。2.能根据实验数据分析误差来源。3.进一步熟悉打点计时器的使用。

验证机械能守恒定律1.实验目的：（1）验证机械能守恒（2）进一步熟悉打点计时器的使用

打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。2.实验器材铁架台重物打点计时器纸带

3.实验原理方法一：利用起始点和第n点（1）若物体由静止下落高度h时，它的瞬时速度为v，那么重力势能的减小量为mgh，动能的增加量为mv2/2；（2）看它们在实验误差允许的范围内是否是相等，如果相等则验证了机械能守恒。hv

方法二：任取两点若以重物下落过程中的某一点A为基准，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，由计算得出机械能守恒定律即被验证。?hvBOBAvA?

（1）使用天平称出重物质量。（2）纸带一端吊重物，另一端穿过打点计时器。手提纸带，使重物靠近打点计时器并静止。接通电源，松开纸带，让重物自由落下。（3）取下纸带并选其中一个点作为参考点，设打该点时重物的重力势能为0，计算打该点时重物的动能，它就是重物下落过程中动能与重力势能的总和。（4）分别计算纸带上其他各点对应的重物的动能和重力势能之和。4.实验步骤

问题1：本方案要不测量物体的质量能验证机械能守恒吗？无需测量物体的质量如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须要知道物体的质量。??

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）。h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？纸带上的头两个点间的距离应接近2mm。?起始点问题2：如何挑选纸带？?

问题3：可以回避起始点吗（即处理纸带时可以不用到起始点吗）?我们可以选取A、B两点，比较它们的机械能EA和EB。若以点B为0势能点，则有：EkA＋mgΔh＝EkB。ΔhAB

问题4：如何测量物体的瞬时速度??

5.数据处理m（kg）h（m）V（m/s）势能减少量mgh(J)动能增加量ΔEK(J)1234

图象法处理数据该图象的斜率表示什么？为什么图象通过原点？0h??

6.实验结论在实验误差允许范围内，重锤重力势能减少量等于动能的增加量，即机械能守恒。实验中，重锤的重力势能减小略大于其动能增加，其原因是下落中克服阻力做功，机械能略有减少。

(1)偶然误差：测量长度时会带来误差(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。8.注意事项7.误差分析(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。

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1.在验证机械能守恒定律的实验中，质量为m＝1.00kg的重锤拖着纸带下落，在此过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点，在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E，如图所示．其中O为重锤开始下落时记录的点，各点到O点的距离分别是31.4mm、49.0mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm.当地重力加速度g＝9.8m/s2.本实验所用电源的频率f＝50Hz.(结果保留三位有效数字)(1)打点计时器打下点B时，重锤下落的速度vB＝_______m/s，打点计时器打下点D时，重锤下落的速度vD＝________m/s.(2)从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量ΔEp＝_______J，重锤动能增加量为ΔEk＝________J。0.9781.360.4600.447

2.某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验中，采用重物自由下落的方法，得到一条点迹清晰的纸带。已知打点计时器打点周期为0.02s，当地重力加速度g＝9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg。把纸带中第一个点记作O（此时重物的速度为零），另选打点计时