人教版高中物理必修二课件：7.9实验：验证机械能守恒定律+(共21张PPT)
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9
实验：验证机械能守恒定律
本实验借助的物理现象是：
自 由 落 体 运 动
验证机械能守恒定律
请同学们完成以下填空：
物体做自由落体运动，只有____
做功，物体的 _______与____
相互转化，但总的机械能不变。
h
若物体的某一时刻的瞬时速度是
v，下落高度是h,则有________
即 验 证： mgh 1 mv2
•8、普通的教师告诉学生做什么，称职的教师向学生解释怎么做，出色的教师示范给学生，最优秀的教师激励学生。 2021/11/92021/11/92021/11/92021/11/9
问题3
3、本实验要不要测物体的质量？
不需要测量物体的质量
mgh = mv2/2 只证明
gh = v2/2
如果实验要求计算势能和动能的具体数据， 那就必须知道物体的质量
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/92021/11/92021/11/911/9/2021
•7、“教师必须懂得什么该讲，什么该留着不讲，不该讲的东西就好比是学生思维的器，马上使学生在思维中出现问题。”“观察是 思考和识记之母。”2021/11/92021/11/9November 9, 2021
结合v-t图象了解 瞬时速度和时间中 点的平均速度相等 的物理意义．
做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度， 等于相邻两点间的平均速度。
计算物体的速度，可有三种方法
1、vn 2ghn
2、vn gtn
3、vn
hn1hn1 2T
第1种方法是根据机械能守恒 定律得到的，而我们的目的就 是验证机械能守恒定律，所以 不能用
以哪两个点作为始末位置最为合适？
实验用的纸带一般小于1m，从 起始点开始大约能打出20个点 左右。末位置的点可选择倒数 第一个点或倒数第二个点，从 这一个点向前数4～6个点当初 位置的点，可以减小这两个点 的瞬时速度以及两点之间距离 （高度h）测量的误差。
EP ＞ EK
因重物下落中要克服阻力做功， 实验的动能增加量必定稍小于 重力势能减少量
（即：用天平测物体的质量）
问题4
4、讨论课文中“纸带上某两点的距离等
于重物……”中的“某两点”如何选取？
我们验证：
mgh 1 mv2
h
2
需要从起始点开始算起，如右图：
v
可以想一想2mm是怎么来的？
问题4
实际上我们完全可以回避起始点的
1
7
13
我们可以选取7、13两点，比较它们的机械能E7和 E13,以点13为0势能参考点，则有：
EK7＋mgh＝EK13
问题5
我们分别回答以上问题
5、重物的速度如何测量？
重物的速度可以用大家熟悉的方法从 纸带测出，这样也就知道了它在各点 的瞬时速度，从而得到它在各点的动 能。比较重物在某两点的动能与势能 之和，就能验证机械能是否守恒。
利用匀变速直线运动的规律 可以用 AC 的平均速度代表 B 的瞬时速度。
第2种方法认为加速度为g，由 于各种摩擦阻力不可避免，所 以实际加速度必将小于g，这 样将得到机械能增加的结论， 有阻力作用机械能应该是减少 的，故这种方法也不能用
怎样减少阻力？
1、安装打点计时器时， 必须使两纸带限位孔在同 一竖直线上，以减小摩擦 阻力。
2、应选用质量和密度较 大的重物，可使摩擦阻力， 空气阻力相对减小。
可以多次测量。 实验报告的主要内容
1、为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下
列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，
纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。
其中不必要的器材有：
；缺少的器材是
。
不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。 缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺
2、在验证机械能守恒定律时，如果以v2／2为 纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线 应是 ，才能验证机械能守恒定律，其斜 率等于 的数值。
vB vAC
请同学们独立推导此表达式
利用匀变速直线运动的规律
如图A、B、C是纸带上相 邻的三个点，纸带以加速 度a做匀加速运动，所以A、 C两点的距离可以表示为：
xvA(2t)12a(2t)2
另一方面
vB vA at
A、C的平均速度：
所以
vAC
x 2t
vAatvB vAC来自利用匀变速直线运动的规律
问题2
2、简述实验步骤
① 按照课本所示装置安装打点计时器 ② 将纸带穿过计时器，下端与重物相连 ③ 先接通电源后释放纸带 ④ 更换纸带，重复以上步骤 ⑤ 选择纸带，处理数据
•1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
v
2
请同学们阅读教材“实验方法”部 分并回答以下问题 1、本实验需要哪些器材？ 2、简述实验步骤 3、本实验要不要测物体的质量？ 4、讨论课文中“纸带上某两点…”如何选取？ 5、重物的速度如何测量？
问题1
1、本实验需要哪些器材？ ① 电火花计时器 ② 重物 ③ 纸带 ④ 铁架台（带铁夹） ⑤ 刻度尺
通过原点的直线、g.
一、实验方法 验证用自由落体运动中机械能守恒
二、要注意的问题 实验的误差来源
三、速度的测量 做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速
度，等于相邻两点间的平均速度．
实验：验证机械能守恒定律
本实验借助的物理现象是：
自 由 落 体 运 动
验证机械能守恒定律
请同学们完成以下填空：
物体做自由落体运动，只有____
做功，物体的 _______与____
相互转化，但总的机械能不变。
h
若物体的某一时刻的瞬时速度是
v，下落高度是h,则有________
即 验 证： mgh 1 mv2
•8、普通的教师告诉学生做什么，称职的教师向学生解释怎么做，出色的教师示范给学生，最优秀的教师激励学生。 2021/11/92021/11/92021/11/92021/11/9
问题3
3、本实验要不要测物体的质量？
不需要测量物体的质量
mgh = mv2/2 只证明
gh = v2/2
如果实验要求计算势能和动能的具体数据， 那就必须知道物体的质量
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/92021/11/92021/11/911/9/2021
•7、“教师必须懂得什么该讲，什么该留着不讲，不该讲的东西就好比是学生思维的器，马上使学生在思维中出现问题。”“观察是 思考和识记之母。”2021/11/92021/11/9November 9, 2021
结合v-t图象了解 瞬时速度和时间中 点的平均速度相等 的物理意义．
做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度， 等于相邻两点间的平均速度。
计算物体的速度，可有三种方法
1、vn 2ghn
2、vn gtn
3、vn
hn1hn1 2T
第1种方法是根据机械能守恒 定律得到的，而我们的目的就 是验证机械能守恒定律，所以 不能用
以哪两个点作为始末位置最为合适？
实验用的纸带一般小于1m，从 起始点开始大约能打出20个点 左右。末位置的点可选择倒数 第一个点或倒数第二个点，从 这一个点向前数4～6个点当初 位置的点，可以减小这两个点 的瞬时速度以及两点之间距离 （高度h）测量的误差。
EP ＞ EK
因重物下落中要克服阻力做功， 实验的动能增加量必定稍小于 重力势能减少量
（即：用天平测物体的质量）
问题4
4、讨论课文中“纸带上某两点的距离等
于重物……”中的“某两点”如何选取？
我们验证：
mgh 1 mv2
h
2
需要从起始点开始算起，如右图：
v
可以想一想2mm是怎么来的？
问题4
实际上我们完全可以回避起始点的
1
7
13
我们可以选取7、13两点，比较它们的机械能E7和 E13,以点13为0势能参考点，则有：
EK7＋mgh＝EK13
问题5
我们分别回答以上问题
5、重物的速度如何测量？
重物的速度可以用大家熟悉的方法从 纸带测出，这样也就知道了它在各点 的瞬时速度，从而得到它在各点的动 能。比较重物在某两点的动能与势能 之和，就能验证机械能是否守恒。
利用匀变速直线运动的规律 可以用 AC 的平均速度代表 B 的瞬时速度。
第2种方法认为加速度为g，由 于各种摩擦阻力不可避免，所 以实际加速度必将小于g，这 样将得到机械能增加的结论， 有阻力作用机械能应该是减少 的，故这种方法也不能用
怎样减少阻力？
1、安装打点计时器时， 必须使两纸带限位孔在同 一竖直线上，以减小摩擦 阻力。
2、应选用质量和密度较 大的重物，可使摩擦阻力， 空气阻力相对减小。
可以多次测量。 实验报告的主要内容
1、为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下
列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，
纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。
其中不必要的器材有：
；缺少的器材是
。
不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。 缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺
2、在验证机械能守恒定律时，如果以v2／2为 纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线 应是 ，才能验证机械能守恒定律，其斜 率等于 的数值。
vB vAC
请同学们独立推导此表达式
利用匀变速直线运动的规律
如图A、B、C是纸带上相 邻的三个点，纸带以加速 度a做匀加速运动，所以A、 C两点的距离可以表示为：
xvA(2t)12a(2t)2
另一方面
vB vA at
A、C的平均速度：
所以
vAC
x 2t
vAatvB vAC来自利用匀变速直线运动的规律
问题2
2、简述实验步骤
① 按照课本所示装置安装打点计时器 ② 将纸带穿过计时器，下端与重物相连 ③ 先接通电源后释放纸带 ④ 更换纸带，重复以上步骤 ⑤ 选择纸带，处理数据
•1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
v
2
请同学们阅读教材“实验方法”部 分并回答以下问题 1、本实验需要哪些器材？ 2、简述实验步骤 3、本实验要不要测物体的质量？ 4、讨论课文中“纸带上某两点…”如何选取？ 5、重物的速度如何测量？
问题1
1、本实验需要哪些器材？ ① 电火花计时器 ② 重物 ③ 纸带 ④ 铁架台（带铁夹） ⑤ 刻度尺
通过原点的直线、g.
一、实验方法 验证用自由落体运动中机械能守恒
二、要注意的问题 实验的误差来源
三、速度的测量 做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速
度，等于相邻两点间的平均速度．