高中物理 第七章 第九节 实验 验证机械能守恒定律课件 新人教版必修2

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

• 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。

实验改进
例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．回答下列问题：
(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器 材有________．(填入正确选项前的字母) A．米尺 B．秒表 C.天平 D.直流电源 E.交流电源 (2)实验中误差产生的原因有________．(写出两个 原因)
第九节 实验：验证机械能守恒定律
一、实验目的：Leabharlann 验证机械能守恒定律二、实验原理： 做自由落体运动的物体，只受重力作用，
其机械能守恒。 (1)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1/2mv2。
如果在误差范围内 mgh＝1/2mv2 ，即gh＝1/2v2， 就验证了机械能守恒定律．
(2)如图所示，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：
vn＝xn＋2Txn＋1＝hn＋12－Thn－1
三、实验器材：
铁架台(带铁夹)，打点计时器，重物(带纸带夹子)，纸带， 复写纸，导线，毫米刻度尺，学生电源．
四、实验步骤：
1．安装装置： 将打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器与低压交流电源相连
。 2．接电源，打纸带：
把纸带的一端在重物上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，
用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近，接通电源，待打点稳定后松开
纸带，让重物自由下落．重复几次，打下3～5条纸带． 3．选纸带：
选取点迹较为清晰的，挑选纸带上第一个点及距离第一个点较远的点，并
依次标上0,1,2,3….
2．系统误差：
（1）实验过程中要克服阻力做功，故动能的增加量ΔEk必定稍 小于势能的减少量ΔEp. （2）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，动能值也就偏小，使Ek＜Ep 的误差进一步加大；根据同样的道理，若f＜50 Hz，则可能出现 Ek＞Ep的结果．

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____________________．