实验验证机械能守恒
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验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律,就是要证明物体在力学运动中机械能的守恒。
机械能守恒定律也叫做费米定律,它指出物体在作功时,受力点的机械能不变。
验证机械能守恒定律的一般步骤如下:
1. 选定一个物体,并把它放置于一个重力场中。
2. 观察物体的物理性质,并确定受力点的机械能初始值。
3. 在重力场中施加力,使物体进行运动,观察它的势能变化。
4. 根据受力点的机械能和势能的变化,来验证机械能守恒定律。
通常来说,想要验证机械能守恒定律,可以利用压缩弹簧或者摩擦力等实验方法,来观察物体的运动过程。
实验:验证机械能守恒定律【知能准备】1.实验目的:验证机械能守恒定律2.实验原理:在只有重力做功的自由落体运动中,物体的重力势能和动能可以相互转化,但总的机械能守恒。
设某时刻物体的瞬时速度为V ,下落高度为h ,则有:mgh =mv 2/2 。
故可利用打点计时器测出重物下落时某时刻的瞬时速度及下落的高度,即可验证机械能是否守恒。
3.实验器材: 打点计时器、刻度尺 、 电源、纸带、复写纸片、重物、带有铁夹台、导线两根4.实验步骤:(1)如图2-9-1所示,将纸带固定在重物上,让纸带穿过打点计时器;⑵用手握着纸带,让重物静止地靠近打点计时器,然后接通电源,松开纸带,让重物自由落下,纸带上打下一系列小点。
⑶更换纸带,用同样的方法再打几条以备选用.⑷从几条打下点的纸带中挑选第一、二点间距离接近2mm 且点迹清楚的低带进行测量,测出一系列各计数点到第一个点的距离d 1、d 2,据公式Vn Td d n n 211-+-=,计算物体在打下点1、2……时的即时速度v 1、v 2……,计算相应的动能的增加值。
⑸用刻度尺测量纸带从点O 到点1、2……之间的距离h 1、h 2……,计算出相应减少的重力势能。
⑹计算各点对应的势能减少量mgh ,以及增加的动能mv 2/2,并进行比较。
【同步导学】1.原理理解:⑴因为打点计时器每隔0.02 s 打点一次,在最初的0.02 s 内物体下落距离应为0.002 m ,所以应从几条纸带中尽量挑选点迹清晰呈一直线且第一、二点间接近2 mm 的纸带进行测量;二是在纸带上所选的点应该是连续相邻的点,每相邻两点时间间隔 t =0.02 s.⑵因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值,所以不必测量物体的质量 m ,而只需验证n n gh v =221就行了。
例1:在验证机械能守恒定律的实验中,得到了一条如图2-9-2所示的纸带,纸带上的点记录了物体在不同时刻的位置,当打点计时器打点4时,物体的动能增加的表达式为△E k =物体重力势能减小的表达式为 △E P = ,实验中是通过比较 来验证机械能守恒定律的(设交流电周期为T )。
实验七 验证机械能守恒定律1.实验目的验证机械能守恒定律。
2.实验原理(如图1所示) 通过实验,求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和对应过程动能的增加量,在实验误差允许范围内,若二者相等,说明机械能守恒,从而验证机械能守恒定律。
图13.实验器材打点计时器、交流电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线。
4.实验步骤(1)安装器材:将打点计时器固定在铁架台上,用导线将打点计时器与电源相连。
(2)打纸带 用手竖直提起纸带,使重物停靠在打点计时器下方附近,先接通电源,再释放纸带,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打出一系列的点,取下纸带,换上新的纸带重打几条(3~5条)纸带。
(3)选纸带:分两种情况说明①若选第1点O 到下落到某一点的过程,即用mgh =12m v 2来验证,应选点迹清晰,且第1、2两点间距离接近2__mm 的纸带(电源频率为50 Hz)。
②用12m v 2B -12m v 2A =mgh AB 验证时,由于重力势能的相对性,处理纸带时选择适当的点为基准点即可。
5.实验结论 在误差允许的范围内,自由落体运动过程机械能守恒。
1.误差分析(1)测量误差:减小测量误差的方法,一是测下落距离时都从O 点量起,一次将所打各点对应重物下落高度测量完,二是多测几次取平均值。
(2)系统误差:由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功,故动能的增加量ΔE k =12m v 2n 必定稍小于重力势能的减少量ΔE p =mgh n ,改进办法是调整安装的器材,尽可能地减小阻力。
2.注意事项(1)打点计时器要竖直:安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直线上,以减少摩擦阻力。
(2)重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。
(3)应先接通电源,让打点计时器正常工作,后释放纸带让重物下落。
(4)测长度,算速度:某时刻的瞬时速度的计算应用v n =h n +1-h n -12T,不能用v n =2gh n 或v n =gt 来计算。
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能量守恒定律说课稿篇一一。
教学内容:第九节实验:验证机械能守恒定律第十节能量守恒定律与能源二。
知识要点:1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。
掌握验证机械能守恒定律的实验原理。
通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律,体验验证过程和物理学的研究方法。
培养学生的观察和实践能力,培养学生实事求是的科学态度。
2.理解能量守恒定律,知道能源和能量耗散。
通过对生活中能量转化的实例分析,理解能量守恒定律的确切含义。
三。
重难点解析:1.实验:验证机械能守恒定律实验目的:验证机械能守恒定律。
实验原理:通过实验,分别求做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量。
若二者相等,说明机械能守恒,从而验证机械能守恒定律:△ep=△ek实验器材打点计时器及电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、带有铁夹的铁架台、导线。
实验步骤:(1)如图所示装置,将纸带固定在重物上,让纸带穿过打点计时器。
(2)用手握着纸带,让重物静止地靠近打点计时器的地方,然后接通电源,松开纸带,让重物自由落下,纸带上打下一系列小点。
(3)从打出的几条纸带中挑选一、二点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量,记下一个点的位置o,并在纸带上从任意点开始依次选取几个计数点1、2、3、4…,并量出各点到o点的距离h1、h2、h3…,计算相应的重力势能减少量,mgh。
如图所示。
(4)依步骤(3)所测的各计数点到o点的距离hl、h2、h3…,根据公式vn=计算物体在打下点l、2…时的即时速度v1、v2…。
计算相应的动能(5)比较实验结论:在重力作用下,物体的重力势能和动能可以互相转化,但总的机械能守恒。