《8.5实验：验证机械能守恒定律 —【新教材】人教版（2019）高中物理必修二课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《8.5实验：验证机械能守恒定律 —【新教材】人教版（2019）高中物理必修二课件（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,8.5 实验：验证机械能守恒定律,思考：机械能守恒的条件是什么？它有哪些表达形式？,1.条件：仅有重力或弹力做功。,2.表达式：,（1）守恒的角度：E1 = E2,（2）转化的角度： Ek增 = EP减,（3）转移的角度： EA增 = EB减,一、实 验 思 路,二、实验原理与设计,思考：我们熟知的运动中，哪些运动满足仅有重力做功？,物体沿光滑斜面下滑,小球的摆动,思考：如何验证自由落体运动的机械能守恒？,一、实验目的,:借助自由落体运动来验证机械能守恒定律,案例一：,二、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。,打点计时器,纸带,重物,铁架台,4、选
2、择合适的纸带，处理数据。,3、更换纸带，重复几次。,1、将打点计时器固定在铁架台上，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。,2、用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近。然后先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。,三、实验步骤,需要测量起点O到A、B、C三点的距离h1、h、h2,方法一：,方法二：若以重物下落过程中的某一点A为基准，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 机械能守恒定律即被验证。,方法三：作v2/2h图象 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
3、度的v2/2，然后以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2/2h图线,结论：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,该图象的斜率表示什么？,？,=,系统误差,偶然误差,二、实验原理,借助沿斜面下滑物体验证机械能守恒定律,一、实验目的,物体沿光滑斜面下滑时，虽然受到重力和斜面的支持力，但支持力与物体位移方向垂直，对物体不做功，这种情况也满足机械能守恒的条件：,物体沿光滑斜面下滑,案例二,三、实验器材:气垫导轨和数字计时器,气垫导轨,光电门,数字计时器,实验操作中，把气垫导轨调成倾斜状态，滑块沿倾斜的气垫导轨下滑时，重力势能减小，动能增大。测量滑块
4、和挡光片的质量，用光电门测量滑块的瞬时速度。测量滑块下降的高度 h 和初、末速度 v1、v2，就可以验证机械能是否守恒。,四、实验步骤,例1 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压有6 V的交流电和直流电两种，重物从高处由静止开始下落，重物拖着纸带通过打点计时器打出一系列的点对纸带上的点进行测量，即可验证机械能守恒定律。,(1)下面列举了该实验的几个操作步骤： A按照图示的装置安装器材； B将打点计时器接到电源的直流输出端上； C用天平测出重物的质量； D释放纸带，同时接通电源开关打出一条纸带； E测量打出的纸带上某些点之间的距离； F根据测量的结果计算重物
5、下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 其中没有必要进行或者操作不恰当的步骤是_。(将其选项对应的字母填在横线处),BCD,例2 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压有6 V的交流电和直流电两种，重物从高处由静止开始下落，重物拖着纸带通过打点计时器打出一系列的点对纸带上的点进行测量，即可验证机械能守恒定律。,(2)在验证机械能守恒定律的实验中，若以 1 2 v2为纵轴、以h为横轴根据实验数据绘出 1 2 v2h的图像应是_，才能验证机械能守恒定律。 1 2 v2h图像的斜率等于_的数值。,过原点的倾斜直线,重力加速度g,(1)若从打出的纸带可判定重物匀
6、加速下落。利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_。打出C点时重物下落的速度大小为_，重物下落的加速度大小为_。,例3 某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz.打出纸带的一部分如图(b)所示。 该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他题给条件进行推算。,解析：(1)重物匀加速下落时，根据匀变速直线运动的规律得,由s3s12aT2得,(2)已测得s18.89 cm，s29.50 cm，s310.10 cm；当地重力加速度大小为9.80 m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为_Hz。,例4 某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz.打出纸带的一部分如图(b)所示。 该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他题给条件进行推算。,解析： (2)由牛顿第二定律有 mgkmgma,联立得,又,代入数据可得f40 Hz。,
