新人教高一物理必修二 第七章 第9节 实验验证机械能守恒定律 课件(共17张)

• C．既要足够重，又要体积非常小。
• D．应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随 同运动时不致扭曲。
• 2．本实验中，除铁架台、铁夹、学生电源、B纸D 带 和重物外，还需选用下述仪器中的哪几种？
A．秒表 B．刻度尺
C．天平
D．打点计时器
• 3．验证机械能守恒定律的实验步骤编排如下，其中有些 是必要的，有些是错误的。根据实验，请选出必要的步骤， 并按正确的操作顺序把它们前面的字母填写在题后的空格 上。
【实验器材】
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
。
【实验步骤】 1、按图把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计 时器与学生电源连接好。 2、把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计 时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时 器附近。 3、接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。 4、重复几次，得到3～5条打好点的纸带。 5、在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近 2mm，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各 依次标1，2，3，……用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、 h3、…。 6、应用公式计算各点对应的即时速度v1、v2、v3、……。
7、应用公式vn
hn1 hn1 2T
计算
各点对应的即时速度v1、v2、v3、……。
8、计算各点对应的势能减少量mgh。和动能
的增加1量m，v 2进行比较。 2
【注意事项】 1、打点计时器安装时，必须使两纸带限拉孔在同一竖直线 上，以减小摩擦阻力。 2、实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源、让打点 计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证第一个 点是一个清晰的小点。 3、测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能搞错，为 了减小测量值h时的相对误差，选取的各个计数点要离起始 点远一些，纸带也不宜过长，有效长度可在60cm～80cm以 内。 4、因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量 重物的质量。
• (G)把打点计时器接到低压交流电源上； • (H)接通电源，释放纸带； • (I)把打点计时器固定在桌边的铁架台上。 • ____I_、_G_、__B、__H_、_D_、__F_、_C________________
器所用电源的频率为50Hz。查得当地的重加
分别测出通过B点和E点时的速度vB和vE，量出B、E间距离s’，
只要满足
，也就验证了重锤下落过程中机械能是守恒
【例题2】
• （图14－10）在打出的纸带上选取打出的连续五
个点A、B、C、D、E，如图14－10所示，测出A点
•
1）上述物理量如果在实验误差允许的范围内满
足关系
式 ，即
• 验证了重锤下落过程中机械能是守恒的．
•
• （2）如果发现图（b）中OA距离大约是4 mm，则出现这
种情况的原因可能是
• 例如，先释放纸带而后接通打点计时器的电源开关．，
• 如果出现这种情况，上述的各理量间满足的关系式可能 是 必须选取中间的某两点，例如选取图中的B点和E点，
• (A)用天平称出重锤的质量； • (B)把纸带固定到重锤上，并把纸带穿过打点计器，然后
提升到一定高度；
• (C)拆掉导线，整理仪器； • (D)断开电源，调换纸带，重做两次； • (E)用秒表测出重锤下落的时间； • (F)在三条纸带中选出合适的一条，用直尺测出记数点与
起点的距离，记录数据，并计算出结果，得出结论；
3．本实验要用到重力加速度g。g取9.8m/s2呢？还是取当
地的重力加速度值？或者通过实验打出的纸带，用计算出
来？---应选用当地g值
【巩固练习】
• 1．在验证机械能守恒定律的实验中，对于自由下 落的重物，下述选择的条件哪种更为有利？ D （）
• A．只要足够重就可以。
• B．只要体积足够小就可以。
恒 ，实验装置如图7-1：
方法（2）：任意找两点A、B，分别测出
两点的速度大小vA、vB以及两点之间的
距离d。若物体的机械能守恒，应
有
。
重要方法：
测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第
n点的相邻前、后两段相等时间T内下落
的距离Sn和Sn+1，由公
式
vn
Sn
Sn1 2T
算出。
，vn或由dn12Tdn1
速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为
1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图
所示，把第一个点记作O，在纸带上另取连续4个 点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、 D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、 77.76cm、85.73cm。根据以上数据，可知重物由O 点到运动C点，重力势能减少7量.62等J 于________J，
【实验数据记录和处理】
方法一
序号
hi/m
1
2
3
4
结论：
vi/m·s-1 mghi/J mvi2/J
。
【实验数据记录和处理】
方法二
序号 h1/m h2/m v1/ms-1 v1/ms-1 Mg(h2-
h1)/J
1 2
M(v22-
v12)/J
结论：
。
【问题与讨论】 1．打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直 线上，为什么？实验时必须选用质量较大的重锤，为什么？ ---减少摩擦阻力的影响 2．动能和重力势能都跟物体的质量有关，本实验为什么 不称物体的质量？----不需要知道动能和势能的具体数值
动能的增加7量.57等J 于________J。（取3位有效数字）
0
A
B
C
D
图
【例题1】
• 使用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律，打出
一条纸带如图（b）所示．图（b）中O是打出的第一个 点迹，A、B、C、D、E、F……是依次打出的点迹，量出 OE间的距离为l，DF间的距离为s，已知打点计时器打点 的周期是T．
实验：验证机械能守恒定律
【实验目的】 验证机械能守恒定律
【实验原理】在只有重力作用的自由 落体运动中，物体的重力势能和动能 可以互相转化，但总机械能守恒。
方法（1）：若某一时刻物体下落的瞬时
速度为v，下落高度为h，则应
有： mgh 1mv2
，借助打点计时
器，测出重2物某时刻的下落高度h和该时
刻的瞬时速度v，即可验证机械能否守