【物理 】實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課件-2023-2024學(xué)年高一下人教版（2019）必修第二冊(cè)

e7d195523061f1c0600ade85ab8d19863d296bbd6d3c8047FB0A4867354E4F1E3A7DEAE3C4C4B5C9777EC9E9D7F78045DB0296A4194571101A21F67FC7D6C39966CE50B69116E2EE84E571E25F3C0CCEE19E493CC04F43360B62B2816CCB4E82496998A41A465108AB38A14E3AD4A6D2651CCB521A6181B2D6FE9767B064113E08844EF3A07B87C25E260A5A178C4E27復(fù)習(xí)回顧1.機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容是什么？2.機(jī)械能守恒的條件是什么？3.機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式？4.自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械能守恒嗎？

教科書(shū)P96-97【參考案例1】

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

驗(yàn)證物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒

二、實(shí)驗(yàn)原理

在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能守恒，若物體某位置的速度為v，下落高度為h，則有：01234？

要證明上式是否成立，需要測(cè)量哪些物理量？如何測(cè)量這些物理量？？測(cè)量這些物理量，需要哪些器材？打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源、紙帶、重物、夾子、鐵架臺(tái)（含鐵夾）、刻度尺三、實(shí)驗(yàn)器材問(wèn)題思考？1.選擇重物時(shí)，選輕一點(diǎn)的好還是重一點(diǎn)的好？為什么？

我們要求重物作自由落體運(yùn)動(dòng)，而阻力是不可避免地存在的，為了減少阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，應(yīng)采用密度較大體積小的重物。2.安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意什么問(wèn)題？

計(jì)時(shí)器平面與紙帶限位孔調(diào)整在豎直方向，計(jì)時(shí)器要穩(wěn)定在鐵架臺(tái)上，并將計(jì)時(shí)器伸出桌外。3.這樣做的目的是什么?

減小紙帶與限位孔的摩擦帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差；保證重物有足夠的下落空間，以便在紙帶上能夠打出較多的點(diǎn)，有利于進(jìn)行計(jì)算．問(wèn)題思考？4.實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？先接通電源，再釋放紙帶5.釋放紙帶時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？

釋放重物前，重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，以便能打出較多的點(diǎn)。拉穩(wěn)紙帶的上端，確保重物由靜止釋放。問(wèn)題思考？四、實(shí)驗(yàn)步驟1.按圖把打點(diǎn)記時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，將打點(diǎn)記時(shí)器與電源連接好。2.把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好，另一端穿過(guò)記時(shí)器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘停靠在打點(diǎn)記時(shí)器附近。3.先接通電源，后松手讓重錘帶著紙帶下落。4.重復(fù)幾次，得3—5條紙帶。5.在打好點(diǎn)的紙帶中挑選點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上O，以后各依次標(biāo)上1、2、3…..用刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)高度h1、h2、h3……四、實(shí)驗(yàn)步驟6.應(yīng)用公式計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v1、v2、v3...7.計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減少量和動(dòng)能的增加量進(jìn)行驗(yàn)證。四、實(shí)驗(yàn)步驟驗(yàn)證：

1.計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)作為起始點(diǎn)，適當(dāng)大距離后選一個(gè)點(diǎn)作終點(diǎn)Vh注意：必須保證紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)跡清晰，且第1、2點(diǎn)間距約為2mm的紙帶誤差小。五、數(shù)據(jù)處理2.若不選第一點(diǎn)為起點(diǎn),怎樣確定終點(diǎn)和起點(diǎn)？

終點(diǎn)可選擇倒數(shù)第一個(gè)點(diǎn)或倒數(shù)第二個(gè)點(diǎn)，從這一個(gè)點(diǎn)向前數(shù)4～6個(gè)點(diǎn)當(dāng)起點(diǎn)，可以減小這兩個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度以及兩點(diǎn)之間距離（高度h）測(cè)量的誤差。五、數(shù)據(jù)處理我們可以選取A、B兩點(diǎn)，比較重力勢(shì)能的減少量和動(dòng)能的增加量，則有：2A2B2121mvmvmghAB-=AB五、數(shù)據(jù)處理MkgΔhmVAm/sVBm/s勢(shì)能減少量mgΔh(J)動(dòng)能增加量ΔEK(J)1234通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，我們可以得到的結(jié)論是：

五、數(shù)據(jù)處理在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，物體的機(jī)械能守恒.

因重物下落中要克服阻力做功，實(shí)驗(yàn)的動(dòng)能增加量必定稍小于重力勢(shì)能減少量六、誤差分析七、注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)記時(shí)器的安裝，兩紙帶限位孔必須在同一豎直線上，以減少摩擦力．2.實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先接通電源，讓打點(diǎn)記時(shí)器工作正常后才松開(kāi)紙帶讓重錘下落．3.必須保留紙帶上打出點(diǎn)跡的第一點(diǎn),且第1、2點(diǎn)間距約為2mm的紙帶誤差小。4.實(shí)驗(yàn)中，只要驗(yàn)證gh是否等于v2/2即可，不用測(cè)重錘的質(zhì)量。教科書(shū)P98【練習(xí)與應(yīng)用1】

（1）

AB（2）O到B重力勢(shì)能減少了mghB（3）存在空氣阻力和摩擦阻力的影響方案二：沿光滑斜面下滑的物體機(jī)械能守恒為了使系統(tǒng)誤差更小，采用氣墊導(dǎo)軌來(lái)減小摩擦。使用光電門來(lái)測(cè)量瞬時(shí)速度。教科書(shū)P97【參考案例2】

方案三：系統(tǒng)機(jī)械能守恒砝碼通過(guò)繞過(guò)定滑輪的細(xì)線牽連靜止放在氣墊導(dǎo)軌上的滑塊，從靜止釋放。想一想：你能否寫(xiě)出驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式？假設(shè)砝碼和托盤總質(zhì)量為m，滑塊和擋光條總質(zhì)量為M教科書(shū)P98【練習(xí)與應(yīng)用2】

思維?能力?訓(xùn)練1.為進(jìn)行《驗(yàn)證機(jī)械能守恒》實(shí)驗(yàn)，有下列器材可選用：鐵架臺(tái)、打點(diǎn)記時(shí)器、復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、秒表、低壓直流電源、導(dǎo)線、電鍵、天平，其中不必的器材是__________________________;缺少的器材是___________________________。秒表、天平、低壓直流電源電源、刻度尺、重物低壓交流

2.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的定律時(shí)，如果以v2/2為縱軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的v2/2-h圖線應(yīng)是_________________，才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒，v2/2-h圖的斜率等于___________的數(shù)值。過(guò)原點(diǎn)O的傾斜直線重力加速度g思維?能力?訓(xùn)練3.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)記時(shí)器所用的電源的頻率50Hz，查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間=9.8m/s2,測(cè)得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg。實(shí)驗(yàn)中得到一條如圖所示點(diǎn)跡清晰的紙帶，把第一個(gè)點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量等于______焦，動(dòng)能的增加量等于______焦(取3位有效數(shù)字)。7.627.57Vc=3.89m/s思維?能力?訓(xùn)練4.“驗(yàn)證牛頓第二定律”及“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，它們的共同之處是 A.都要用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 B.都要用天平測(cè)質(zhì)量C.都要用刻度尺測(cè)位移 D.都要計(jì)算瞬時(shí)速度AC5.在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，需直接測(cè)量的物理量是

A.重物的質(zhì)量B.重力加速度C.重物下落的高度D.與下落高度對(duì)應(yīng)的重物的瞬時(shí)速度C思維?能力?訓(xùn)練6.在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，下列操作正確的是

A.先釋放重物，后接通電源B.用秒表測(cè)量重物下落的時(shí)間C.打完一條紙帶后，立即切斷電源D.每打完一條紙帶，活動(dòng)復(fù)寫(xiě)紙位置CD7.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中要用到的器材和測(cè)量?jī)x器有_____________．A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 B.低壓交流電源 C.秒表D.重錘

E.鐵架臺(tái)和復(fù)夾F.紙帶G.刻度尺 H.天平ABDEFG思維?能力?訓(xùn)練8.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：(1)現(xiàn)有器材是：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；低壓電源；紙帶；帶夾子的重物；刻度尺；天平；導(dǎo)線；鐵架臺(tái)。其中該實(shí)驗(yàn)不需要的器材是______。(2)實(shí)驗(yàn)中，要從幾條打上點(diǎn)的紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近_____mm并且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量。(3)某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中器材安裝正確，操作規(guī)范，所用交流電的頻率為