1.5 科学探究 机械能守恒—鲁科版(2019)高中物理必修第二册课件 (共18张PPT)
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与势能相互转化，机械能的总量保持不变。
意义： 反映了功和能之间的关系。
研究对象：物体系统 自由落体运动的物块，机械能守恒，是指物块和地
球组成的系统机小球受到哪些力的作用？ 2.哪些力做功，哪些力不做功？ 3.机械能守恒吗？怎么证明？ 适用条件： 只有重力或弹力做功
1. 借助自由落体运动验证机械能守恒定律 2. 进一步熟练应用打点计时器研究物体的运动过程
PART 02 实验器材
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。
纸带
打点计时器
铁架台
？
夹子
重物
PART 03 实验原理
h
mgΔh
1 2
mvB2
1 2
mvA2
1 mv2 mgh 2
忽略空气阻力，自由落体的物体在运动过程中，机械能守恒，
即减少的重力势能等于增加的动能
v
要验证上式是否成立，需要测量哪些物理量？
如何测量这些物理量？
PART 03 实验原理
本实验要不要必需测物体的质量？ 不是必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（即：课本中所说的用天平 测物体的质量）
1 2
m v22
1 2
m v12
重力做功，改变重力势能
联 立
WG Ep1 E p2 mgh1 mgh2
12mmgvh112
mmgghh21
11 22
mmvv2222
m1 2
gmhv212
Ek1-△EEp11p=EE△k22EkE p2
机械能守恒定律 在只有重力或弹力做功的情况下，物体系统的动能
HELLO
科学探究： 机械能守恒定律
复习回顾
Q1：什么是机械能？
势能 (EP) 机械能(E)
动能 (Ek)
重力势能 弹性势能
Q2：做功与能量转化的关系如何？ 合外力 做功 — 动 能 改变 W合 Ek
重 力 做功 — 重力势能 改变 WG EpG 弹 力 做功 — 弹力势能 改变 WF EpF
讨论：谁做功？能量变化情况如何？
水由高处自由落下
Ep Ek
最低点到最高点
Ep Ek
山上到山下
Ep Ek
势能和动能总是一个减小，一个增大。
在此过程中，是否会有一个量保持不变？ 这个量可能是谁？
O
选C所在位置为0势能面，研究物体由A到B的过程
A
v1
B
h1
v2
h2
C
重力做功，引起物体动能发生变化
WG Ek2 Ek1
PART 04 实验步骤
PART 04 实验步骤
1. 仪器安装 按图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。
（1）用天平测量重物的质量
思考：选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？
要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的， 为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重物
2
两点间距离小于或接近2 mm的纸带．若1、2两点间的距离大于2 mm，这
是由于先释放纸带，后接通电源造成的．这样，第1个点就不是运动的起始
点了，这样的纸带不能选．
(2)如果根据
1 2
mvB2
1 2
mvA2
mgh
验证时，由于重力势能的变化是绝对的，
处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的
距离是否为2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用．
PART 04 实验步骤
3．选纸带——分两种情况说明 (1)如果根据 1 mv2 mgh 验证时，应选点迹清晰，打点成一条直线，且1、2
2
两点间距离小于或接近2 mm的纸带．若1、2两点间的距离大于2 mm，这
是由于先释放纸带，后接通电源造成的．这样，第1个点就不是运动的起始
物体还可以受到其他力，但其他力不做功或者 做功的代数和为0，物体系统的机械能仍然守恒！
实验验证：机械能守恒定律
实验目的：验证机械能守恒定律 待测量的物理量：动能、势能
速度 质量 高度差 势能与动能之和保持不变——机械能守恒 实验结果： 势能与动能之和发生变化——机械能不守恒
PART 01 实验目的
PART 04 实验步骤
2．打纸带 将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手 提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．先接通电源，后松开纸带， 让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3～5次实验．
PART 04 实验步骤
3．选纸带——分两种情况说明 (1)如果根据 1 mv2 mgh 验证时，应选点迹清晰，打点成一条直线，且1、2
PART 04 实验步骤
1. 仪器安装 按图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。
（2）安装打点计时器
思考：安装打点计时器时，应注意什么问题？
计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向,计时器要稳定在铁架台上,并将计时 器伸出桌外 减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差；保证重物有足够的下落空间，以便 在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算．
点了，这样的纸带不能选．
(2)如果根据
1 2
mvB2
1 2
mvA2
mgh
验证时，由于重力势能的变化是绝对的，
处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的
距离是否为2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用．
意义： 反映了功和能之间的关系。
研究对象：物体系统 自由落体运动的物块，机械能守恒，是指物块和地
球组成的系统机小球受到哪些力的作用？ 2.哪些力做功，哪些力不做功？ 3.机械能守恒吗？怎么证明？ 适用条件： 只有重力或弹力做功
1. 借助自由落体运动验证机械能守恒定律 2. 进一步熟练应用打点计时器研究物体的运动过程
PART 02 实验器材
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。
纸带
打点计时器
铁架台
？
夹子
重物
PART 03 实验原理
h
mgΔh
1 2
mvB2
1 2
mvA2
1 mv2 mgh 2
忽略空气阻力，自由落体的物体在运动过程中，机械能守恒，
即减少的重力势能等于增加的动能
v
要验证上式是否成立，需要测量哪些物理量？
如何测量这些物理量？
PART 03 实验原理
本实验要不要必需测物体的质量？ 不是必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（即：课本中所说的用天平 测物体的质量）
1 2
m v22
1 2
m v12
重力做功，改变重力势能
联 立
WG Ep1 E p2 mgh1 mgh2
12mmgvh112
mmgghh21
11 22
mmvv2222
m1 2
gmhv212
Ek1-△EEp11p=EE△k22EkE p2
机械能守恒定律 在只有重力或弹力做功的情况下，物体系统的动能
HELLO
科学探究： 机械能守恒定律
复习回顾
Q1：什么是机械能？
势能 (EP) 机械能(E)
动能 (Ek)
重力势能 弹性势能
Q2：做功与能量转化的关系如何？ 合外力 做功 — 动 能 改变 W合 Ek
重 力 做功 — 重力势能 改变 WG EpG 弹 力 做功 — 弹力势能 改变 WF EpF
讨论：谁做功？能量变化情况如何？
水由高处自由落下
Ep Ek
最低点到最高点
Ep Ek
山上到山下
Ep Ek
势能和动能总是一个减小，一个增大。
在此过程中，是否会有一个量保持不变？ 这个量可能是谁？
O
选C所在位置为0势能面，研究物体由A到B的过程
A
v1
B
h1
v2
h2
C
重力做功，引起物体动能发生变化
WG Ek2 Ek1
PART 04 实验步骤
PART 04 实验步骤
1. 仪器安装 按图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。
（1）用天平测量重物的质量
思考：选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？
要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的， 为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重物
2
两点间距离小于或接近2 mm的纸带．若1、2两点间的距离大于2 mm，这
是由于先释放纸带，后接通电源造成的．这样，第1个点就不是运动的起始
点了，这样的纸带不能选．
(2)如果根据
1 2
mvB2
1 2
mvA2
mgh
验证时，由于重力势能的变化是绝对的，
处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的
距离是否为2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用．
PART 04 实验步骤
3．选纸带——分两种情况说明 (1)如果根据 1 mv2 mgh 验证时，应选点迹清晰，打点成一条直线，且1、2
2
两点间距离小于或接近2 mm的纸带．若1、2两点间的距离大于2 mm，这
是由于先释放纸带，后接通电源造成的．这样，第1个点就不是运动的起始
物体还可以受到其他力，但其他力不做功或者 做功的代数和为0，物体系统的机械能仍然守恒！
实验验证：机械能守恒定律
实验目的：验证机械能守恒定律 待测量的物理量：动能、势能
速度 质量 高度差 势能与动能之和保持不变——机械能守恒 实验结果： 势能与动能之和发生变化——机械能不守恒
PART 01 实验目的
PART 04 实验步骤
2．打纸带 将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手 提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．先接通电源，后松开纸带， 让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3～5次实验．
PART 04 实验步骤
3．选纸带——分两种情况说明 (1)如果根据 1 mv2 mgh 验证时，应选点迹清晰，打点成一条直线，且1、2
PART 04 实验步骤
1. 仪器安装 按图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。
（2）安装打点计时器
思考：安装打点计时器时，应注意什么问题？
计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向,计时器要稳定在铁架台上,并将计时 器伸出桌外 减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差；保证重物有足够的下落空间，以便 在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算．
点了，这样的纸带不能选．
(2)如果根据
1 2
mvB2
1 2
mvA2
mgh
验证时，由于重力势能的变化是绝对的，
处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的
距离是否为2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用．