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1、第第9节节 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律机械能守恒的三种表示形式机械能守恒的三种表示形式EPEP重重EKEP弹弹EPEP总总EK功功EPEAEB功功一、从机械能综一、从机械能综合始终保持不变合始终保持不变的角度。的角度。二、从能量在动二、从能量在动能和势能之间相能和势能之间相互转化的角度。互转化的角度。三、从能量在三、从能量在A A、B B两个物体之间两个物体之间相互相互转移转移的角度。的角度。沿光滑斜面下滑沿光滑斜面下滑平抛运动平抛运动自由落体运动自由落体运动小球在竖小球在竖直面摆动直面摆动hAB一常见机械能守恒的例子研究在自由落体运动中：研究在自由落体运动中：方案方案1：从起点开始
2、计算从起点开始计算方案方案2：从一般位置开始计算从一般位置开始计算二 实验原理？12345679801 1、该实验中选取纸带应注意：第一点、该实验中选取纸带应注意：第一点O O为计时起点，为计时起点，O O点的速度应为零。怎样判别呢？点的速度应为零。怎样判别呢？2 2、如何测量瞬时速度、如何测量瞬时速度3 3、是否需要测量重物的质量？、是否需要测量重物的质量？ 重物是否可以随意选择？重物是否可以随意选择？4 4、在架设打点计时器时应注意什么？为什么？、在架设打点计时器时应注意什么？为什么？ 打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，尽量减少摩擦
3、阻力竖直平面内，尽量减少摩擦阻力方方案案一一从从起起点点开开始始计计算算01 2 3456798器材器材备注备注 器材器材备注备注铁架台铁架台重锤（木质）重锤（木质）电火花计时器电火花计时器重锤（金属）重锤（金属）低压交流电源低压交流电源纸带纸带天平天平mm刻度尺刻度尺夹子夹子cm刻度尺刻度尺三实验器材思考 在验证机械能守恒定律时，是否可以选在验证机械能守恒定律时，是否可以选用下面的公式来计算用下面的公式来计算n点的瞬时速度？为什点的瞬时速度？为什么？么？ h5h4h3h2计算物体的速度，可有三种方法计算物体的速度，可有三种方法第第1种方法种方法是根据机械能守恒定是根据机械能守恒定律得到的，而
4、我们的目的就是律得到的，而我们的目的就是验证机械能守恒定律，所以不验证机械能守恒定律，所以不能用能用第第2种方法种方法认为加速度为认为加速度为g，由，由于各种摩擦阻力不可避免，所于各种摩擦阻力不可避免，所以实际加速度必将小于以实际加速度必将小于g，这，这样将得到机械能增加的结论，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有阻力作用机械能应该是减少的，故这种方法也不能用的，故这种方法也不能用用用图图像像法法验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律四实验结论动能的增加量略小于势能的减少量动能的增加量略小于势能的减少量为什么呢？为什么呢？ 空气阻力、纸带与打点计时器间的摩空气阻力、纸带与打点计
5、时器间的摩擦、读数等带来的误差。擦、读数等带来的误差。结论：结论： 在误差允许的范围内，动能的增加量在误差允许的范围内，动能的增加量等于势能的减少量，即机械能守恒。等于势能的减少量，即机械能守恒。人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 地地理理人教版必修人教版必修2新课标新课标物理物理第七章第七章1按按图把把电火火花花计时器器安安装装在在铁架架台台上上，用用导线把把电火火花花计时器器与与学学生生电源源连接好接好2把把纸带的一端在重的一端在重锤上用上用夹子固定好，另一端子固定好，另一端穿穿过计时器的限位孔，器的限位孔，用手用手竖直提起直提起纸带上端，并上端，并且且使重使重锤停靠在打点停靠在打点计
6、时器附近器附近3先接通先接通电源后松手，源后松手，让重重锤带着着纸带自由下落自由下落4重复几次，得到重复几次，得到35条条打好点的打好点的纸带5在打好点的在打好点的纸带中挑中挑选点迹清晰且第点迹清晰且第1、2两两计时点点间距离距离接近接近2 mm的一条的一条纸带，在起始点上，在起始点上标上上O，以后各点依次，以后各点依次标上上1、2、3用刻度尺用刻度尺测出出对应下落高度下落高度h1、h2、h3实实验验验证验证验证验证“ “机械能守恒定律机械能守恒定律机械能守恒定律机械能守恒定律” ”的实验采用重物自由下的实验采用重物自由下的实验采用重物自由下的实验采用重物自由下落的方法：落的方法：落的方法：落
7、的方法：(1)(1)用公式用公式用公式用公式 时对纸带上起点的要求是时对纸带上起点的要求是时对纸带上起点的要求是时对纸带上起点的要求是 ；为此目的，所选择的纸带第一、二两点间距应；为此目的，所选择的纸带第一、二两点间距应；为此目的，所选择的纸带第一、二两点间距应；为此目的，所选择的纸带第一、二两点间距应接近接近接近接近 . .(2)(2)若实验中所用重锤质量若实验中所用重锤质量若实验中所用重锤质量若实验中所用重锤质量m=1kgm=1kg，打点纸带如下，打点纸带如下，打点纸带如下，打点纸带如下图所示，打点时间间隔为图所示，打点时间间隔为图所示，打点时间间隔为图所示，打点时间间隔为0.02s0.0
8、2s，则记录，则记录，则记录，则记录B B点时，重点时，重点时，重点时，重锤的速度锤的速度锤的速度锤的速度v vB B= = ，重锤动能，重锤动能，重锤动能，重锤动能E Ek kB B= = . .从从从从开始下落起至开始下落起至开始下落起至开始下落起至B B点，重锤的重力势能减少量是点，重锤的重力势能减少量是点，重锤的重力势能减少量是点，重锤的重力势能减少量是 ，因此可得出的结论是，因此可得出的结论是，因此可得出的结论是，因此可得出的结论是 . .初速度等于零初速度等于零 2mm 0.590m/s 0.174J 0.176J (3)(3)根据纸带算出相关各点的速度根据纸带算出相关各点的速度根据纸带算出相关各点的速度根据纸带算出相关各点的速度v v，量出下落距离，量出下落距离，量出下落距离，量出下落距离h h，则以，则以，则以，则以v v2 2/2/2为纵轴，以为纵轴，以为纵轴，以为纵轴，以h h为横轴画出的图线应是如下为横轴画出的图线应是如下为横轴画出的图线应是如下为横轴画出的图线应是如下图中的图中的图中的图中的 . .图线的斜率表示图线的斜率表示图线的斜率表示图线的斜率表示 . .C 重力加速度重力加速度g
