机械能守恒定律 高中物理课件10-7实验

(3)在实验误差允许的范围内，若 mghAB＝12mvB2－12mvA2，则验证了机械能守恒定律．
第7节 实验：验证机械能守恒定律
一、基本实验方法 5.数据处理
笔记
解法三：图像法.
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 1v2为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据作出 1v2－h 图像，若在误差允许的范围内图像
(4)减小系统误差的方法：
①调整安装的器材；
②选用体积小、密度大的重物．
第7节 实验：验证机械能守恒定律
一、基本实验方法
7.注意事项
笔记
(1)打点计时器要竖直：安装打点计时器时，使其两限位孔在同一竖直线上以减少摩擦阻力．
(2)重物应选用体积小、密度大的材料．
(3)应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落．
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第7节 实验：验证机械能守恒定律
第7节 实验：验证机械能守恒定律
一、基本实验方法 1.实验原理
笔记
通过如图所示的实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和对应过程动能的增
加量，在实验误差允许范围内，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律．
2.实验器材 打点计时器、交流电源、纸带、复写纸、
第7节 实验：验证机械能守恒定律
三、实验考法总结 【原型题2】利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验．
(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________． A.动能变化量与势能变化量 B.速度变化量和势能变化量 C.速度变化量和高度变化量
(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁 打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使 用的两种器材是________．
(3)计时方式的改进创新
利用频闪照片代替打点计时器的计时方式.
第7节 实验：验证机械能守恒定律
三、实验考法总结 【原型题1】某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，发现实验误差较大．为了减
小误差，该同学设计出如图乙所示的实验装置来验证机械能守恒定律．实验前调整光电门位置， 使小铁球下落通过光电门时球心能挡住激光束．实验时，小铁球从 A 点自由下落，经过光电门 B 时，通过毫秒计时器(图中未画出)记录挡光时间 t，用毫米刻度尺测出 A、B 之间的距离 h，用 游标卡尺测得小铁球的直径 d.重力加速度为 g.则小铁球通过光电门时的瞬时速度 v＝________. 若测量的 d、t、h、g 满足关系式____________，即可验证机械能守恒定律．
度 v1、v2，用刻度尺测出 两光电门间的距离 x，在实验误差允许的范围内，若 mgx＝12(m+M)v12
－12(m+M)v22，则验证了机械能守恒定律．
第7节 实验：验证机械能守恒定律
二、创新实验方法
(2)速度测量方法的改进创新
笔记
利用光电门代替纸带计算速度，同时还可以练习利用游标卡尺测量遮光条的宽度.
一、基本实验方法 5.数据处理
笔记
解法一：利用起始点与第 n 点计算.
利用起始点和第 n 点计算，代入 mghn 和 12mvn2，若在实验误差允许的范围内，mghn 和 12mvn2 相等，则验证了机械能守恒定律．
解法二：任取两点计算.
(1)任取两点 A、B，测出 hAB，算出 mghAB.
(2)算出 12mvB2－12mvA2的值.
2
2
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．
第7节 实验：验证机械能守恒定律
一、基本实验方法 6.误差分析
笔记
(1)测量误差：测量点距的误差.
(2)系统误差：限位孔的摩擦阻力、空气阻力等.
(3)减小测量误差的方法：
①测下落距离时都从0点量起，将各点对应下落高度测量完；
②多测几次取平均值．
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)
第7节 实验：验证机械能守恒定律
三、实验考法总结 【原型题2】利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验．
(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如下图所示的一条纸带．在纸带上选取三个连 续打出的点 A、B、C，测得它们到起始点 O 的距离分别为 hA、hB、hC.
自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列小点，取下纸带，换上新的纸带重新打点，得到几
条(3～5条)纸带．
(4)挑出符合要求的纸带，在起始点标上0，在以后的各点上一次标上1、2、3……，用刻度
尺测量对应的下落高度 h1、h2、h3……
第7节 实验：验证机械能守恒定律
一、基本实验方法
4.纸带的选取方法 分两种情况选取纸带：
笔记
(1)若选第0点到下落到某一点的过程，即用 mgh＝1mv2来验证，应选点迹清晰，且第1、2 2
两点间距离接近2 mm 的纸带(电源频率为50Hz)．
②用 12mvB2－12mvA2＝mgΔh 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点为基 准点即可．
第7节 实验：验证机械能守恒定律
(4)测长度，算速度：计算某时刻的瞬时速度时应利用公式 vn＝hn＋12－Thn－1，不能用 vn＝ 2ghn
或 vn＝gt 来计算．
第7节 实验：验证机械能守恒定律
Hale Waihona Puke 二、创新实验方法 (1)实验器材、装置的改进创新
笔记
如图所示，利用天平、气垫导轨、钩码与滑 块连接体、双光电门、刻度尺进行实验.
实验原理：用天平测出滑块 M 与钩码的质量 m，用光电门测出滑块经过光电门1、2时的速
重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线．
第7节 实验：验证机械能守恒定律
一、基本实验方法 3.实验步骤
笔记
(1)安装器材，将打点计时器固定在铁架台上，使两限位孔处于同一竖直线上，用导线将打
点计时器与电源相连．
(2)将重物与纸带连接，让纸带穿过竖直放置的打点计时器的限位孔
(3)用手提起纸带，使重物停靠在打点计时器下方附近，先接通电源，再松开纸带，让重物
已知当地重力加速度为 g，打点计时器打点的周期为 T.设重物的质量为 m.从打 O 点到打 B 点的过程中，重物重力势能的变化量ΔEp＝__________，动能的变化量ΔEk＝__________.
第7节 实验：验证机械能守恒定律
三、实验考法总结 【原型题2】利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验．