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高中物理《7.9验证机械能守恒定律1》课件 新人教版必修2

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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)

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。

高中物理人教版必修二《7.9实验：验证机械能守恒定律》课件

高中物理人教版必修二《7.9实验：验证机械能守恒定律》课件

是否守恒，实验装置如图所
示．
方法 2： ①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 Δh.若物体的机械能 守恒，应有 ΔEp＝ΔEk.
②计算打第 n 个点速度的方法： 测出第 n 个点与相邻前后点间的距离 xn 和 xn＋1，由公式 vn＝xn＋2Txn＋1或 vn＝ hn＋12－Thn－1算出，如图所示．
6．应用公式 v0＝hn＋12－Thn－1计算各点对应的即时速度 v1、v2。
7．计算各点对应的重力势能减少量 mgh 和动能的增加量 12mv2，进行比较．
• 五、注意事项：
• 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， 以减小摩擦阻力．
• 2．实验时，需保持提纸带的手不动，先接通电源、让打点计时 器工作正常后才松开纸带让重锤着落，以保证第一个点是一个清 楚的小点．
七、巩固训练：
完成导学案例1、例2、例3
谢谢观看
• 3．选用纸带时应尽量挑第一、二点间接近2mm的纸带．
• 4．测量着落高度时，应从起点算起，为了减小h的相对误差，选 取的各个计数点要离起点远一些，但纸带也不宜太长，有效长度 可在60cm～80cm之内．
• 5、因不需要知道动能和重力势能的具体数值，所以不需要测量 重物的质量．
六、实验结论：
只在重力作用下，物体的重力势能和动能可 以相互转化，但总的机械能守恒.
起纸带使重锤停靠在打点计时器邻近． • 3．接通电源，松开纸带，让重锤自由着落 • 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2 mm，且点迹清楚的一
条纸带，在起始点标上0，以后各点顺次标1、2、3……用刻度尺测出对应着落

人教版高一物理必修二实验：验证机械能守恒定律PPT课件

人教版高一物理必修二实验：验证机械能守恒定律PPT课件

v2
v3
…
12v22
12v23
...
vn
…
12v2n
...
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．
人教版高一物理必修二9.实验：验证 机械能 守恒定 律(共22 张PPT)
人教版高一物理必修二9.实验：验证 机械能 守恒定 律(共22 张PPT)
八、误差分析 1．系统误差 本实验中因重锤和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气 阻力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量 ΔEk 稍小于重力势 能的减少量 ΔEp，即 ΔEk<ΔEp，这属于系统误差，改进的方法是 调整器材的安装，尽可能地减小阻力．
人教版高一物理必修二9.实验：验证 机械能 守恒定 律(共22 张PPT)
(2)如果根据
1m 2
v
2B－12m
v
2A＝mgΔh
验证时，由于重力势能的变
化是绝对的，处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打
出的第 1、2 两点间的距离是否为 2 mm 就无关紧要了，所以只要
后面的点迹清晰就可选用．
h
h1
h2
h3
…
hA
…
hB
…
v A ＝hA ＋12－Th A －1 v B ＝hB ＋12－Th B －1 是否有：
ghAB＝12v2B－12v2A
v2
v3 …
vA
…
vB
…
如果在实验误差允许的范围内若___gh_A_B＝__12v_2B_－_12_v2A__， 则说明机械能守恒定律是正确的。
人教版高一物理必修二9.实验：验证 机械能 守恒定 律(共22 张PPT)
5．速度不能用 vn＝gtn 或 vn＝ 2ghn计算，否则犯了用机械能 守恒定律验证机械能守恒的错误．

新人教 必修二高中物理验证机械能守恒定律(11张PPT)课件

新人教 必修二高中物理验证机械能守恒定律(11张PPT)课件

• 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年3月16日星期二2时35分18秒14:35:1816 March 2021
•
T H E E N D 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。下午2时35分18秒下午2时35分14:35:1821.3.16
f I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
。2021年3月16日星期二下午2时35分18秒14:35:1821.3.16
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月下午2时35分21.3.1614:35March 16, 2021
高中物理实验
————验证物体的机械能守恒
实验原理
在自由落体运动中，物体的重力势能和动能相互转化， 但总的机械能保持不变。利用打点计时器记录物体运动的位置 ，再根据纸带记录的点迹来求出物s 体的速度。物体在下落过程 中受到打点计时器的阻力和空气的阻力，为了使物体在下落过 程中受到的各种阻力可以忽略，必须加大物体的质量，所以实 验用质量较大的重锤，如果重锤从静止开始下落h高度时，速 度增大到v，由机械能守恒应该有：
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。14:35:1814:35:1814:353/16/2021 2:35:18 PM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。21.3.1614:35:1814:35Mar-2116-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。14:35:1814:35:1814:35Tuesday, March 16, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。21.3.1621.3.1614:35:1814:35:18March 16, 2021

新人教版高中物理必修二7.9验证机械能守恒定律 课件

新人教版高中物理必修二7.9验证机械能守恒定律 课件

vA
at
vB vAC
利用匀变速直线运动的规律
结合v-t图象了解 瞬时速度和时间中 点的平均速度相等 的物理意义．
做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度， 等于相邻两点间的平均速度。
计算物体的速度，可有三种方法
1、vn 2ghn
2、vn gtn
3、vn
hn1hn1 2T
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
怎样减少阻力？
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。 2、应选用质量和密度较大的 重物，可使摩擦阻力，空气阻 力相对减小。
不需要测量物体的质量
mgh = mv2/2 只证明
gh = v2/2
如果实验要求计算势能和动能的具体数据， 那就必须知道物体的质量
（即：用天平测物体的质量）
问题4
4、讨论课文中“纸带上某两点的距离等
于重物……”中的“某两点”如何选取？
我们验证：
mgh 1 mv2
h
2
需要从起始点开始算起，如右图：
9
实验：验证机械能守恒定律
本实验借助的物理现象是：
自 由 落 体 运 动
验证机械能守恒定律
物体做自由落体运动，只有____
做功，物体的 _______与____
相互转化，但总的机械能不变。
h
若物体的某一时刻的瞬时速度是
v，下落高度是h,则有________
即 验 证： mgh 1 mv2

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)

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____________________．

新人教版必修2高中物理第七章机械能守恒定律7.9实验：验证机械能守恒定律课件


(3)实验中由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使
纸带通过时受到较大阻力这样将造成__B______．
A．不清楚
B．mgh>12mv2
C．mgh<12mv2 D．mgh＝12mv2
解析：(1)在处理数据时需要测量长度，故需要米尺；电磁 打点计时器工作时需要使用低压交流电源；所以选项A、D正 确．
动能的增加量ΔEk＝12mv2B≈0.48 J. (4)由以上计算知，ΔEp>ΔEk，这是因为实验中有摩擦力和 空气阻力等的存在，重物要克服阻力做功而损失机械能． (5)在实验误差允许范围内机械能守恒．
随堂达标演练 1.某实验小组的同学在“验证机械能守恒定律”的实验 时，进行了如下的操作： A．取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点O，在距 离O点较远处选择连续几个计数点(或计时点) B．用天平称出重物和夹子的质量
典例研析
热点一 实验原理与操作
1 如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器 材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重 锤、天平．回答下列问题：
(1)为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有__A__D____．(填
入正确选项前的字母)
A．米尺
B．秒表
C．0～12 V的直流电源 D．4～6 V的交流电源
(2)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”上
C．用天平测出重锤的质量
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带
E．测量纸带上某些点间的距离
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加
的动能
其中操作不当的步骤是_______B_______________．

新人教版高中物理必修二《7.9 实验：验证机械能守恒定律》课件(共7张PPT)


就必须要知道物体的质量。
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
=
1 2
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2 m m。
第七章 机械能守恒定律
实
验 在自由落体运动中，
原 理
若物体下落高度h
时
h
的速度为v ,则
mgh =
1 2
mv 2
v
实 实验器材：打点计时器、纸带、复
验 器
写纸、重物、刻度尺、铁架台（带
材 铁夹）、学生电源等。
纸带
打点计时器
铁架台
？
夹子
重物
实 验
1、将打点计时器固定在铁架台上，
步 把纸带的一端用夹子固定在重物上，
意 竖直线上，以减小摩擦阻力。
事 项
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：
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 ΔEK 必定稍小于势能的减少量ΔEP 。
骤 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。

人教版高中物理必修2第7章第9节《实验：验证机械能守恒定律》ppt课件

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
最新中小学教学课件

高中物理 第七章 第九节《验证机械能守恒定律》课件 新人教版必修2

最新中小学教案、试题、试卷、课 件 10
（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？
最新中小学教案、试题、试卷、课 件
11
（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； 3. 从转移的角度：系统中一部分物体机 械能的增加等于另一部分物体机械能的减少， 即EA=-EB。 对多个物体的机械能守恒问题宜用 Ek=-Ep或EA=-EB列式求解。
2、守恒条件的拓展
A. 从做功角度分析 (1)物体只受重力（和弹簧弹力）。 (2)物体除重力（和弹簧弹力）以外还受到
了其它力，但其它力不做功。 (3)物体除重力（和弹簧弹力）以外还受到
了其它力，其它力做了功。但其它力做
功的代数和为零。
B. 从能量转化角度分析
最新中小学教案、试题、试卷、课 件 7
5.如图所示，小球m从斜面上高H处自由 下滑，后进入半径为R的圆轨道，不计摩擦， 则H为多少才能使球m能运动到轨道顶端？
（二）链、绳、的机械能守恒
对于绳索、链条之类的物体，由于运动 而使其重心位置改变，能否确定重心的位 置，常是解决该类问题的关键。通常采用分 段法求出每段的重力势能，然后求和即为整 体的重力势能；也可采用等效法求出重力势 能的改变量。再利用Ek=-Ep列方程求解。 质量均匀分布的规则物体常以重心的位置来 确定物体的重力势能，至于零势能参考面可 任意选取，一般以系统初态或末态的重力势 能为0，对应的解答较简单。
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3、更换纸带，重复几次。
4、选择合适的纸带，处理数据。
思 考 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
hቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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：
12mA 2vmgh12mB 2v
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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。
注 意
1、安装打点计时器时，必须使两限位孔在同一
竖直线上，以减小摩擦阻力。
事 项
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，增大密度可以减小
体积，可使空气阻力减小。
9、实验：验证机械能守恒 定律
实
验
原
理
h
在自由落体运动中，若物体下
落高度h 时的速度为v ,则
mgh
=
1 2
mv
2
v
问
题
本实验要不要测量物体的质量？
1
mgh
=
1 2
mv
2
gh
=
1 2
v
2
无需测量物体的质量
如果实验要求计算势能和动能的具体 数据，那就必须要知道物体的质量。
实 验 实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻 器 度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。 材
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。
4、测下落高度时，需从起点量起，并且各点对 应的下落高度要一次测完。
实 验 1、将打点计时器固定在铁架台上，把纸带的 步 一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点 骤 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。
纸带
打点计时器
铁架台
？ 夹子 重物
问
题
如何测量物体的瞬时速度?
2
vxaA(=C2=t)v22—Ax(t=2t)v+A—2+1 at vB = vA + avBt = vAC
做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等 于相邻两点间的平均速度。
问 题 起始点 3
对于实际获得的几条纸带，如何选择一条合适的来 进行测量呢？