人教版高中物理必修2第七章第9节实验：验证机械能守恒定律课件课件PPT
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2019-2020年人教版必修2课件 7.9《验证机械能守恒定律》 (共27张PPT)
四、误差分析 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 E k 必定稍小于势能的减少量 E p 。
本节用实验法验证机械能守 恒定律的正确性，在实验中注意 仪器的调整，及在测速度的用求 速度的平均值的方法测瞬时速度。
12mB 2v12mA 2vmgh
机械能守恒定律即被验证。
操作步骤：
1.把打点计时器安装在铁 架台上，用导线将学生电 源和打点计时器接好。 2.把纸带的一端用夹子固 定在重锤上，另一端穿过 打点计时器的限位孔，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，待计时器打 点稳定后再松开纸带，让 重锤自由下落，打点计时 器应该在纸带上打出一系 列的点。 4.重复上一步的过程，打 三到五条纸带。
为_（__s_6_+_s_5+__s4_-_s_3-_s_2_–_s_1）___/9_T_2_____ ， 在打第5个计数点时， 纸带运动的瞬时速度大小的表达式为_（___s5_+__s_6）___/2_T______。
3.在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器 打出纸带如图所示，其中A点为打下的第一个点，0、1、 2……为连续的计数点。现测得两相邻计数点之间的距离 分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相邻计数点间的打点时 间间隔均为T。根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔， 可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式
A
B
Δh
当然，实验开始时如果不是用手提着纸带的 上端，而是用夹子夹住纸带的上端，待开始打点 后再松开夹子释放纸带，打点计时器打出的第一 个点的点迹清晰，计算时从第一个计时点开始至 某一点的机械能守恒，其误差也不会太大。回避 第一个计时点的原因也包括实验时手提纸带的不 稳定，使第一个计时点打出的点迹过大，从而使 测量误差加大。
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。
人教版高中物理必修二第七章第九节实验：验证机械能守恒定律 (共21张PPT)
cm、85.73 cm,根据以上数据,可知重物由O点运动
到C点重力势能的减少量等于
J,动能的增
加量等于
J.(取三位有效数字)
图5 思路点拨 由本实验原理:重物自由下落过程中,
由于只有重力做功(忽略空气阻力),遵循机械能守
恒定律,即物体的重力势能减少量等于动能的增加 量, mgh 1 mv2.
2
解析 由题意知重物由O点运动至C点,下落的高度 为hC=77.76 cm=0.777 6 m,m=1.00 kg,g=9.80 m/s2, 所以重力势能的减少量为 ΔEp=mghC=1.00×9.80×0.776 J=7.60 J. 重vC物经B2T过D C 点OD的2T即O时B 速度vC可由下式求出
物理模型.
解析 (1)因本实验中是通过比较重物的重力势能减
小量mghn和动能12 mvn增2 加量的大小来达到验证的 目的,对于同一个研究对象(重物)来说,质量是一定的,
故只需比较ghn，和
1 2
vn
2就能达到目的,选项C
是没必要的.选项B、D是错误的,应将打点计时器接
到电源的“交流输出”上;释放悬挂纸带的夹子,先接
相邻的前、后两段相等时间间隔T内下落的高度xn-1 和xn+1(或用hn-1和hn+1),然后由公式vn=(xn+1+xn1)/2T 或由vn=(hn+1-hn-1)/2T可得vn(如图1所示).
图1
【实验器材】 铁架台(带铁夹)、打点计时器、交流电源(与打点计 时器配套)、导线、带铁夹的重物、复写纸、纸带、 刻度尺.
m/s,
v2
l t2
3102 2 102
m/s
1.5
m/s
新人教必修二高中物理课件：第七章 第九节《验证机械能守恒定律》(共16张PPT)
处理多对象、多过程问题 处理这类问题时要根据问题的特点和求解的需
要，选取不同的研究对象和运动过程进行分析。
例9.如图所示，一固定的楔形 木块，其斜面的倾角θ=30°，另 一边与水平地面垂直，顶上有一个 定滑轮，跨过定滑轮的细线两端分 别与物块A和B连接，A的质量为4m，B的质量为 m，开始时，将B按在地面上不动，然后放开手， 让A沿斜面下滑而B上升，所有摩擦均忽略不计。 当A沿斜面下滑距离s后，细线突然断了。求物块 B上升的最大高度H。(设B不会与定滑轮相碰)
（例7）如图，总长为L的光滑匀质 铁链跨过一个光滑的轻小滑轮，开始时下端 相平齐，当略有扰动时其一端下落，则当铁 链刚脱离滑轮的瞬间，铁链的速度为多大？
（三）多个物体组成的系统的机械能守恒
机械能守恒定律内容有三种守恒形式：
1. 从守恒的角度：系统的初、末两状态 机械能守恒，即E2=E1；
2. 从转化的角度：系统动能的增加等于 势能的减少，即Ek=-Ep；
。2021年3月16日星期二2021/3/162021/3/162021/3/16
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/162021/3/162021/3/163/16/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/162021/3/16March 16, 2021
提示：注意分阶段选取不同的系统为研究对象
疑难分析
1. 应用机械能守恒定律与动能定理解题的异同 (1)思想方法相同：机械能守恒定律和动
能定理都是从做功和能量转化的角度来研究物 体在力的作用下状态的变化，表达这两个规律 的方程都是标量式。
(2)适用条件不同：机械能守恒定律适用 于只有重力和弹力做功的情形；而动能定理则 没有条件限制，它不但允许重力和弹力做功， 还允许其他力做功。
人教版高中物理必修二第七章第九节实验：验证机械能守恒定律 课件(共22张PPT)
2、实验原理
(1)如图1所示，借助打点计 时器打出的纸带，测出物 体自由下落的高度h和该时 刻的速度v，以纸带上的第 n个点为例，
图1
如下面纸带中，打第n个计时点时的瞬时速度等于以该时 刻为中间时刻的某一段时间内的平均速度，即：
vn＝xn＋2Txn＋1＝hn＋12－Thn－1
(2)物体下落的高度为 h 时速度为 v，则 物体的重力势能减小量为 mgh，动能增 加量为12mv2，如果 mgh＝12mv2，即 gh ＝12v2，就验证了机械能守恒定律．
(3)根据实验判断下列图象正确的是(其中ΔEk表示物体动能的变化， Δh表示物体下落的高度)( )
五、教学反思与自我评价
以上是我对《验证机械能守恒定律》这节教材的认识和对 这堂课的整体设计，由于本人水平有限，上面过程肯定有 许多缺点和漏洞，希望各位专家多多批评指正。
ห้องสมุดไป่ตู้
谢谢
• 能力层面：学生已具备一定的实验操作技能，会用 打点计时器以及直尺等实验仪器。具备一定的数据 处理能力。
二、教学目标与重难点
知识与技能： 1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；
2、掌握验证机械能守恒定律的实验原理。
过程与方法： 1、经历实验设计的过程； 2、通过分组实验，提高动手能力、协作意识；提高解决 实际问题的能力。
图2
例2、 某同学做验证机械能守恒定律实验时，不慎将一条挑选出的纸带一部分损 坏，损坏的是前端部分．剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在 图中，单位是cm.已知重物质量为m，打点计时器工作频率为50 Hz，重力 加速度g取9.8 m/s2.
(1)重物在2点的速度v2＝________，在5点的速度v5＝________，此过程中 动能增加量ΔEk＝________，重力势能减少量ΔEp＝________. (2)比较得ΔEk________ΔEp(填“大于”“等于”“小于”)，原因是 __________________．由以上可得出实验结论____________________．
新人教版中学物理必修二：7.9实验：验证机械能守恒定律(共36张PPT)
【答案】 (1)1.50 m/s 2.075 m/s 1.03m J 1.06m J
(2)小于 实验中重锤要克服阻力做功 在 误差允许的范围内，机械能守恒 (3)C
【易误警示】 解答该题时千万不可认为 既然机械能是守恒的，就直接将动能的增加 量等于重力势能的减少量．因为该题是要求 通过实验验证机械能守恒定律的，是否守恒 要通过实验数据的计算来说明．
【答案】 (1)A、D (2)纸带与打点计时器 之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读 数有误差；计算势能变化时，选取的两点距离 过近；交流电频率不稳定．(选取两个原因即 可)
类型二 实验数据的处理
例2 (2011年广州高一检测)某同学做验证机 械能守恒定律实验时，不慎将一条挑选出的 纸带一部分损坏，损坏的是前端部分．剩下 的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在 图7－9－4中，单位是cm.已知打点计时器工 作频率为50 Hz，重力加速度g取9.8 m/s2.
2．系统误差：实验过程中要克服阻力(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.再者， 交流电的频率f不是50 Hz也会带来系统误差 ．若f＞50 Hz，由于速度值仍按频率为50 Hz计算，频率的计算值比实际值偏小，周 期值偏大，算得的速度值偏小，动能值也就
【精讲精析】 (1)根据匀变速直线运动的规律， 可以求出重物在 2 点的速度 v2＝2.8＋2×3.20.0×210－2 m/s ＝ 1.50 m/s 和 重 物 在 5 点 的 速 度 v5 ＝ 4.0＋2×4.30.0×210－2m/s＝2.075 m/s 所以动能增加量 为 ΔEk＝12mv25－12mv22＝1.03m J，我们选 5 点为重 力势能参考点，则重力势能减少量为
高中物理课件-人教版必修二第七章机械能守恒定律第九节实验：验证机械能守恒定律(共24张PPT)
5．在取下的纸带中挑选第一、二两 点间距离接近2mm且点迹清晰的纸带进 行测量。先记下第一点0的位置，再任意 取五个点1,2,3,4,5，用刻度尺测出距0点 的相应距离，如图所示。
6．计算出各点对应的瞬时速度v1， v2，v3……。
7．计算各点对应的势能减少量mghn 并和动能增加量mv/2进行比较。
方法三：图象法。 从纸带上选取多个点，测量从第一个点到其余各点的
下落高度 h，并计算各点速度的平方 v2，然后以12v2 为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据绘出12v2－h 图线。
若在误差允许的范围内图象是一条过 原点且斜率为 g 的直线，则验证了机 械能守恒定律。
1．应尽可能控制实验条件，即应满足机 械能守恒的条件，这就要尽量减少各种阻力， 采取的措施有：
②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为0.69 J。
③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点
的过程中，得到的结论是 机械能守恒 。
3、可以回避起始点吗（即处理纸带时可
以不用到起始点吗）?
A
B
Δh
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
4、如何测量物体的瞬时速度?
1、用刻度尺测量出AC之间的长度x
2、算出从A运动到C的时间2t
3、求出物体从A到C的平均速度：vAC
2、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？
h 起始点 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）。
x =21 gt2 =21 ×9.8×0.022m ≈2×10-3m = 2 mm 纸带上的头两个点间的距离应接近2mm。
6．计算出各点对应的瞬时速度v1， v2，v3……。
7．计算各点对应的势能减少量mghn 并和动能增加量mv/2进行比较。
方法三：图象法。 从纸带上选取多个点，测量从第一个点到其余各点的
下落高度 h，并计算各点速度的平方 v2，然后以12v2 为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据绘出12v2－h 图线。
若在误差允许的范围内图象是一条过 原点且斜率为 g 的直线，则验证了机 械能守恒定律。
1．应尽可能控制实验条件，即应满足机 械能守恒的条件，这就要尽量减少各种阻力， 采取的措施有：
②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为0.69 J。
③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点
的过程中，得到的结论是 机械能守恒 。
3、可以回避起始点吗（即处理纸带时可
以不用到起始点吗）?
A
B
Δh
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
4、如何测量物体的瞬时速度?
1、用刻度尺测量出AC之间的长度x
2、算出从A运动到C的时间2t
3、求出物体从A到C的平均速度：vAC
2、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？
h 起始点 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）。
x =21 gt2 =21 ×9.8×0.022m ≈2×10-3m = 2 mm 纸带上的头两个点间的距离应接近2mm。
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⑤ 搁置问题抓住老师的思路。碰到自己还没有完全理解老师所讲内容的时候，最好是做个记号，姑且先把这个问题放在一边，继续听老师讲后面的 内容，以免顾此失彼。来自：学习方法网
⑥ 利用笔记抓住老师的思路。记笔记不仅有利于理解和记忆，而且有利于抓住老师的思路。
2019/8/11
最新中小学教学课件
20
谢谢欣赏！
J上确.述且把实必打验要点步的计骤 步时中 骤器错 按固定误 实到的 验桌是 操边作E的顺I 铁序架排，台列可上是J有。、可无G的、是B、A H、，D其、余。正C、F
（均只需填步骤的代号)
巩固练习 15
巩固练习
巩固练习
布置作业
完成[课时学案]中交流讨论的内容
编后语
老师上课都有一定的思路，抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路，这里再进一步论述听课时如何 抓住老师的思路。
提出问题
2.根据实验设计原理，可选用怎样的装置进行实验
结论： 依据自由落体运动和打点计时器验证机械能守恒定律，可用 如图所示的装置。
二、实验步骤
提出问题
请根据实验设计原理确定实验步骤。
三、数据处理
提出问题
四、要注意的问题
提出问题
为了提高实验的精确度，减少实验误差，在实验操作过程中应注意以下几点： 1.重物下落过程中，除了重力外还受哪些阻力作用？怎样减少这些阻力对实验 的影响？ 2.重物下落过程中，选择两个位置作为过程的开始和终结，这两个位置的选择 对我们选择纸带时有什么要求？ 3.实验时，接通电源和释放纸带的顺序是怎样的？ 4.为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好， 还是近些好？
2019/8/11
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⑥ 利用笔记抓住老师的思路。记笔记不仅有利于理解和记忆，而且有利于抓住老师的思路。
2019/8/11
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20
谢谢欣赏！
J上确.述且把实必打验要点步的计骤 步时中 骤器错 按固定误 实到的 验桌是 操边作E的顺I 铁序架排，台列可上是J有。、可无G的、是B、A H、，D其、余。正C、F
（均只需填步骤的代号)
巩固练习 15
巩固练习
巩固练习
布置作业
完成[课时学案]中交流讨论的内容
编后语
老师上课都有一定的思路，抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路，这里再进一步论述听课时如何 抓住老师的思路。
提出问题
2.根据实验设计原理，可选用怎样的装置进行实验
结论： 依据自由落体运动和打点计时器验证机械能守恒定律，可用 如图所示的装置。
二、实验步骤
提出问题
请根据实验设计原理确定实验步骤。
三、数据处理
提出问题
四、要注意的问题
提出问题
为了提高实验的精确度，减少实验误差，在实验操作过程中应注意以下几点： 1.重物下落过程中，除了重力外还受哪些阻力作用？怎样减少这些阻力对实验 的影响？ 2.重物下落过程中，选择两个位置作为过程的开始和终结，这两个位置的选择 对我们选择纸带时有什么要求？ 3.实验时，接通电源和释放纸带的顺序是怎样的？ 4.为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好， 还是近些好？
2019/8/11
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【最新】人教版高一物理必修二 第七章 第9节 实验验证机械能守恒定律 课件(共17张PPT) (共17张PPT)
【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 距离起始点O的距离为s0，A、C两点间的距离为s1， C、E两点间的距离为s2，使用交流电的频率为f， 则根据这些条件，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 2 程中机械能是守恒的。 2
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． • （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
【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、……。
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。
人教版高中物理必修二7.9《实验：验证机械能守恒定律》ppt课件
3．方法三：图象法
计算各计数点12v2，以12v2 为纵轴，以各 计数点到第一个点的距离 h 为横轴，根
据实验数据绘出12v2－h 图线．若在误差 许可的范围内图象是一条过原点且斜 率为 g 的直线，则验证了机械能守恒定 律． 三、误差分析
图7－9－2
重物下落要克服阻力做功，因此减小的重力势能略大于增
解析 (1)重力势能的减少量为 ΔEp＝mghOB＝m×9.8×0.195 J＝1.911m J. 重物下落到B点时的速度为
vB＝h4ATC≈1.944 m/s 所以重物从开始下落到 B 点增加的动能为 ΔEk＝12mv2B≈1.89m J. (2)略大于；由于空气阻力和限位孔的摩擦阻力做功，将部分 机械能转化为了内能． (3)从以上计算的数据得出：在实验误差允许的范围内重 物减少的重力势能等于其增加的动能，即机械能守恒．
【例2】 在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时 器所用电源的频率为50 Hz，查得当地的重力加速度g＝9.8 m/s2，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各 计数点对应刻度尺上的读数如图7－9－3所示，图中O点是 打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每打两 个点取的计数点．则重物由O点运动到B点时(重物质量为 m kg)
须保证纸带上的第一个点为重物静止释放时打的点，所以前两个
点的间距约为 h＝12gt2＝12×10×(0.02)2 m＝2 mm. 4．计算速度时不能用 v＝gt 或 v＝ 2gh，否则就犯了用机械能
守恒定律去验证机械能守恒的错误．
【例1】 在“验证机械能守恒定律”的实验中： (1)从下列器材中选出实验所必须的，其编号为________． A．打点计时器(包括纸带) B．重物 C．天平 D．毫米刻度尺 E．秒表 F．运动小车 (2)打点计时器的安装放置要求为________；开始打点计时 的时候，应先________，然后________．
【最新】人教版高中物理必修二 第七章 7.9 实验验证机械能守恒 课件 (共34张PPT) (共34张PPT)
答案： （1）ABD
（2）两个限位孔在同一竖直线上 给打点 计时器通电打点 放下重锤， 让它带着纸带一同 落下 （3）纸带点迹清晰 （ 4 ）纸带通过打点计时器时存在摩擦力 小于它所减少的重力势能 质量大一些的 （5）重力加速度
高频考点例析
题型二 实验数据的处理
例3 用自由落体法验证机械能守恒定
例 2 关于验证机械能守恒定律实验，下面列出 一些实验步骤： A.用天平称出重物和夹子的质量 B.将重物系在夹子上 C. 将纸带穿过打点计时器，上端用手提着，下 端夹在系有重物的夹子上，再把纸带向上拉，让夹 子静止靠近打点计时器处 D. 把打点计时器接在学生电源的交流输出端， 把输出电压调至 6 V（电源暂不接通） E. 把打点计时器用铁夹固定到放在桌边的铁架 台上，使两个限位孔在同一竖直线上
律的实验中： (1)运用公式 0.5mv2 ＝mgh对实验 条件的要求是________，为此，所选 择的纸带第1、2两点间的距离应接近 ________．
mv 2 2
高频考点例析
(2)若实验中所用重物的质量m＝1 kg. 打点纸带如图5－5－4所示，打点时间间隔 为0.02 s，则记录B点时，重物速度vB＝ ________，重物动能Ek＝________，从开 始下落起至B点时重物的重力势能减少量是 ________，由此可得出的结论是 ________________________________．
针对训练 1－1： 由“验证机械能守恒定律”实验完成下列问 题： （1）从下列器材中选出实验所必须的，器材编号 _____________. A.打点计时器（包括纸带） ； B.重锤；C.天平；D.毫米刻度 尺；E.秒表；F.运动小车 （2）打点计时器的安装要求_____________；开始打点计时 的时候，应先______________，然后______________. （ 3 ） 计 算 时 对 所 选 用 的 纸 带 要 求 是 ________________________________________________. （ 4 ） 实 验 中 产 生 系 统 误 差 的 主 要 原 因 是 ________________________________________________，使重锤 获得的动能往往____________.为减小误差，悬挂在纸带下的重 锤应选择______________.
7.9 验证机械能守恒定律—人教版高中物理必修二课件 (共25张PPT)
人教版物理必修二第七章第九节
验证机械能守恒定律
行唐县第一中学
学习目标
1.验证机械能守恒定律。 2.熟悉瞬时速度的测量方法。 3.能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论，能定 性地分析产生误差的原因。
实验原理
1．在自由落体运动中，减少的重力势能等于增加的动能， 用打点计时器在纸带上记录下物体下落的高度 h，并计算出瞬时
速度 v，从而验证 mgh＝1mv2 成立．
2 2．测定瞬时速度的方法：在匀变速直线运动中，某时间内 的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．
实验目的
验证机械能守恒定重锤(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， 还必须有学生电源(交流4～6 V)。
(1)下列做法正确的有________.
√A.图中两限位孔必须在同一竖直线上 √B.实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直
C.实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
D.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物 减少的重力势能是__2_._68____J，打下C点时重物的速度大小是 __2_.2_8____m/s.(结果均保留三位有效数字)
更正情况是： ①_B_中__手__应__抓__住__纸__带__末__端__，__让__重__锤__尽__量__靠__近__打__点__计__时__器___； ②_C_中__应__先__接__通__电__源__，__再__松__开__纸__带__； ③_D_中__应__选__取__离__O__点__较__远__的__点___； ④_F__中__应__计__算__g_h_n_和__12_v_n_2 _的__值__.
若为曲线
验证机械能守恒定律
行唐县第一中学
学习目标
1.验证机械能守恒定律。 2.熟悉瞬时速度的测量方法。 3.能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论，能定 性地分析产生误差的原因。
实验原理
1．在自由落体运动中，减少的重力势能等于增加的动能， 用打点计时器在纸带上记录下物体下落的高度 h，并计算出瞬时
速度 v，从而验证 mgh＝1mv2 成立．
2 2．测定瞬时速度的方法：在匀变速直线运动中，某时间内 的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．
实验目的
验证机械能守恒定重锤(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， 还必须有学生电源(交流4～6 V)。
(1)下列做法正确的有________.
√A.图中两限位孔必须在同一竖直线上 √B.实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直
C.实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
D.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物 减少的重力势能是__2_._68____J，打下C点时重物的速度大小是 __2_.2_8____m/s.(结果均保留三位有效数字)
更正情况是： ①_B_中__手__应__抓__住__纸__带__末__端__，__让__重__锤__尽__量__靠__近__打__点__计__时__器___； ②_C_中__应__先__接__通__电__源__，__再__松__开__纸__带__； ③_D_中__应__选__取__离__O__点__较__远__的__点___； ④_F__中__应__计__算__g_h_n_和__12_v_n_2 _的__值__.
若为曲线
人教版高中物理必修2第七章 机械能守恒定律9. 实验：验证机械能守恒定律 课件(共15张PPT)
注 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。 意 事 2、应选用质量和密度较大的重物，增大重力可可使阻力的影响相对减小，增大密 项 度可以减小体积，可使空气阻力减小。
3、选用纸带时应尽量挑选第一、二点间距接近2mm的点迹清晰且各点呈一条直 线的纸带。
误 1、偶然误差： 差 测量长度时会带来误差 分 析 2、系统误差：
思考
有摩擦力做功，机 械能就不守恒了吗
倾角37o
m=3kg, 动摩擦因数0.2
例
题 3
把一个小球用
l
θ
FT
细绳悬挂起来，
就成为一个摆， A
B
摆长为l，最大
O
偏角为θ。小球
G
运动到最低位
置时的速度是
多大？
小结
应用机械能守恒定律解题，只需考虑过程的初、末状态，不必考 虑两个状态间过程的细节，这是它的优点。
起
始
h
点
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）。
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？
x = g1t2 = ×9.81×0.022m ≈2×10-3m = 2 mm
2
2
纸带上的头两个点间的距离应接近2 m m。
的几个计数点图中未标出．g取9.8m/s2
(1)打点计时器打下计数点B时,物体的速度 vB
m/s
(2)已知重物质量m=1.0kg,从计数点O到B的过程中,重物的重力势能
的减少量为 Ep J,动能的增加量为 Ek J,则实验数
Ep Ek(填写“略大于”“略小于”或“等
人教版高一物理必修2：7.9实验：验证机械能守恒定律(共22张PPT)
为什么图象 通过原点？
gh
=
1 2
v
2
1 2
v
2
0
该图象的 斜率表示
什么？
h
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接通电源，再松开纸带，让 重物自由下落。
3、更换纸带，重复几次。
45、、选比择较合12适mv的n2和纸m带gh，n 处理是数否据相。等计算vn及对应动能
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问题导学4'
h
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）。
纸带上的头两个点间的距离应接近2mm。 可以回避起始点吗（即处理纸带时可以不用到起始点吗）?
A
Δh
B
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：
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7.9 实验：验证机械能守恒定律—人教版高中物理必修二课件 (共27张PPT)
四、要注意的问题
①打点记时器的限位孔和纸带必须在同一竖直线上，以减少 摩擦阻力。需选取密度较大的物体做重锤，以相对减小空气 阻力的影响。
②开始位置最好为起始点，终结位置最好是距离起始点40厘米 的点。
③接通电源，待打点稳定后，松开纸带。
④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，使得动能的增量必定小于重力势能的减少量，造成系统误 差。
3、v
相邻两点位移
时间
第1、2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。
六、实验步骤
①按图把实验器材组装好：将打点计时器固定在铁 架台上，用导线把打点计时器和电源相连。
②将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器，先 用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方，接 通电源，待打点稳定后，松开纸带。让重物自由下落。
我们学过了匀变速运动的规律，并且已经知道自由 落体的运动是匀变速运动，因此可以用一个更简单、更 准确的方法测量重物下落时的瞬时速度。
如图，A、B、C是纸带上相邻的三个点，由于已经 知道纸带以加速度a做匀加速运动，所以A、C两点的 A B距离可以表示为
x
vA
(2t)
1 2
a(2t)2
x
v
A
(2t
)
1 2
⑤实验中因不需要知道动能和势能的具体数值，故不需测物体 的质量m。
一、实验原理
重物自由下落过程中的某一点A为基， 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
mgh
1 2
mvB2
1 2
mvA2
人教版高中物理必修2第七章 第九节 实验 验证机械能守恒定律课件.ppt
第七章 机械能守恒定律
第九节 实验：验证机械能守恒定 律
问题一 实验解读 一、实验目的 通过自由落体运动验证机械能守恒定律． 二、实验原理 在自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总 机械能守恒． 方法 1：若以重物下落的起始点 O 为基准，设重物的质量为 m， 某一时刻物体下落的瞬间速度为 v，下落高度为 h，则应有 mgh＝12 mv2，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度 h 和该时刻的瞬 时速度 v，即可验证机械能是否守恒．
在一条跨过定滑轮的软绳两端(m1＞m2)，1、2 是两个光电门．用此 装置验证机械能守恒定律．
(1)实验中除了记录物块 B 通过两光电门时的速度 v1、v2 外，还 需要测量的物理量是________________________________________.
(2) 用 已 知 量 和 测 量 量 写 出 验 证 机 械 能 守 恒 的 表 达 式 __________________________________________________________．
(2)重物下落到 B 点时的速度为 vB＝h4ATC＝0.2749×5－0.002.125 m/s＝1.931 m/s， 所以重物从开始下落到 B 点增加的动能为 ΔEk＝12mvB2＝21m×(1.931)2 J＝1.864m J. (3)从(1)、(2)中计算的数据得出在实验误差允许的范围内重物减 小的重力势能等于其动能的增加，机械能守恒． 重物减少的重力势能略大于其增加的动能，原因：重物下落时要 受到阻力作用(打点计时器对纸带的摩擦力、空气阻力等)，要克服阻 力做功． 答案：(1)1.911m J (2)1.864m J (3)见解析
电源的频率为 50 Hz，查得当地的重力加速度 g＝9.80 m/s2，某同学 选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读 数如图所示，图中 O 点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、 D 分别是每打两个点取出的计数点，根据以上数据，可知重物由 O 点运动到 B 点时：
第九节 实验：验证机械能守恒定 律
问题一 实验解读 一、实验目的 通过自由落体运动验证机械能守恒定律． 二、实验原理 在自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总 机械能守恒． 方法 1：若以重物下落的起始点 O 为基准，设重物的质量为 m， 某一时刻物体下落的瞬间速度为 v，下落高度为 h，则应有 mgh＝12 mv2，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度 h 和该时刻的瞬 时速度 v，即可验证机械能是否守恒．
在一条跨过定滑轮的软绳两端(m1＞m2)，1、2 是两个光电门．用此 装置验证机械能守恒定律．
(1)实验中除了记录物块 B 通过两光电门时的速度 v1、v2 外，还 需要测量的物理量是________________________________________.
(2) 用 已 知 量 和 测 量 量 写 出 验 证 机 械 能 守 恒 的 表 达 式 __________________________________________________________．
(2)重物下落到 B 点时的速度为 vB＝h4ATC＝0.2749×5－0.002.125 m/s＝1.931 m/s， 所以重物从开始下落到 B 点增加的动能为 ΔEk＝12mvB2＝21m×(1.931)2 J＝1.864m J. (3)从(1)、(2)中计算的数据得出在实验误差允许的范围内重物减 小的重力势能等于其动能的增加，机械能守恒． 重物减少的重力势能略大于其增加的动能，原因：重物下落时要 受到阻力作用(打点计时器对纸带的摩擦力、空气阻力等)，要克服阻 力做功． 答案：(1)1.911m J (2)1.864m J (3)见解析
电源的频率为 50 Hz，查得当地的重力加速度 g＝9.80 m/s2，某同学 选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读 数如图所示，图中 O 点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、 D 分别是每打两个点取出的计数点，根据以上数据，可知重物由 O 点运动到 B 点时：
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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
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
实验探究一：实验原理与操作
例：在验证机械能守恒定律的实验中，有同学按以下步骤进行实 验操作：
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
4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？
先通电源，再释放纸带
5、释放纸带
时应注意什么问题？
释放重物前，重物应
靠近打点计时器，以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端
，确保重物由静止释放。
（1）保证纸带从静止下落
思考：1、选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？
我们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、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。
3、这样做的目的是什么?
三、实验器材 铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重锤(带纸带夹子)、纸 带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源．
四、实验步骤 1．如图点计时器与学生电源连接好．
2．把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，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附 近．
六、误差分析 1．本实验的误差主要是由于纸带测量产生的偶然误差和重 物和纸带运动中空气阻力和打点计时器摩擦阻力引起的系统误 差，使动能的增加量稍小于势能的减少量． 2．测量时采取多次测量求平均值来减小偶然误差，安装打 点计时器使两限位孔中线竖直，并且选择质量适当大些，体积尽 量小些的重物来减小系统误差． 3．打点计时器周期变化带来误差．
七、注意事项
误差来源 阻力的 影响
实验操作 不当
减小误差的措施
设法减小阻力
增大重物重力 调节打点计时器 注意释放纸带与 接通电源的顺序 选择纸带
实验注意事项
打点计时器应安装稳固，限位孔在一 竖直线上，减小纸带与限位孔间的摩 擦阻力
减小重物体积可减小空气阻力
选用密度大的重物，一般用铁块
注意将打点计时器接在低压交流电源 上，调节好振针的长度，使点迹清晰
（2）
纸带上的点迹清晰，且纸带上的第一个点是放手
时打下的第一个点
（3）第1.2
两个点之间的间隔约为2mm
（4）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
h
7.辨析：计算物体的速 度，可有三种方法，是 否都适合？
1、Vn 2ghn
2、vn gtn
3、vn
hn1 hn1 2T
一、实验目的
1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度．
2．掌握利用自由落体运动验证机械能守恒定律的原理和方法．
二、实验原理 让物体自由下落，忽略阻力情况下物体的机械能守恒，有两种方 案验证物体的机械能守恒： 1．以物体下落的起始点 O 为基准，测出物体下落高度 h 时的速 度大小 v，若12mv2＝mgh 成立，则可验证物体的机械能守恒． 2．测出物体下落高度 h 过程的初、末时刻的速度 v1、v2，若关 系式12mv22－12mv12＝mgh 成立，则物体的机械能守恒．
9.实验：验证机械能守恒定律
三维目标 1、知识与技能 （1）要弄清实验目的，本实验为验证性实验，目的是利用重物的 自由下落验证机械能守恒定律； （2）要明确实验原理，掌握实验的操作方法与技巧、学会实验数 据的采集与处理，能够进行实验误差的分析，从而使我们对机械能 守恒定律的认识，不止停留在理论的推导上，而且还能够通过亲自 操作和实际观测，从感性上增加认识，深化对机械能守恒定律的理 解 （3）要明确织带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法。 2、过程与方法 （1）通过学生自主学习，培养学生设计实验、采集数据，处理数 据及实验误差分析的能力； （2）通过同学们的亲自操作和实际观测掌握实验的方法与技巧；
接通电源，待打点计时器工作稳定后 再释放纸带让重物下落
选择点迹清晰的纸带，最好是第1点和 第2点间距接近2 mm的纸带
h 误差
防止分段测量 增大误差
测量 误差
v 误差 减小相对误差
各点对应的下落高 度均从起点测量， 不可用累加法，否 则将增大误差
用 vn＝hn＋24－Thn－2比 用 vn＝hn＋12－Thn－1相 对误差小
（3）通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力 ，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理 量的方法； （4）通过实验过程使学生体验实验中理性思维的重要，既要动手 ，更要动脑。 3、情感态度与价值观 （1）通过实验及误差分析，培养学生实事求是的科学态度，激发 学生对物理规律的探知欲； （2）使学生通过实验体会成功的乐趣与成就感，激发对物理世界 的求知欲； （3）培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同 的见解； （4）通过经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐 于探索自然界的奥妙。 教学重点：实验原理及方法的选择及掌握。 教学难点：实验误差分析的方法。
3．接通电源，释放纸带，让重物自由下落． 4．重复步骤 2、3，得到 3～5 条打好点的纸带． 5．在打好点的纸带中挑选一条点迹清晰的纸带，在起始点 标上 0，以后各点依次标上 1、2、3、…，如图乙所示，用刻度 尺测出对应的下落高度 h1、h2、h3、….
五、数据处理 1．利用公式 vn＝hn＋12－Thn－1，计算出点 1、点 2、点 3……的 瞬时速度 v1、v2、v3、…. 2．要验证的是12mv2＝mgh 或12mv22－12mv21＝mgΔh，只需验证12 v2＝gh 或12v22－12v21＝gΔh，因此不需要测量重物的质量 m. 3．验证：通过计算，在误差允许的范围之内12v2n与 ghn 是否 相等或12v2m－12v2n与 ghmn 是否相等．