《實驗：驗證機械能守恆定律》機械能守恆定律PPT優秀課件

描述

《實驗：驗證機械能守恆定律》機械能守恆定律PPT優秀課件

第一部分內容：學習目標

1.明確驗證機械能守恆定律的基本思路並能進行相關量的測量.

2.能正確進行實驗操作，分析實驗數據得出結論，能定性地分析產生誤差的原因.

驗證機械能守恆定律PPT，第二部分內容：01明確原理　提煉方法

一、實驗思路

機械能守恆的前提是“只有___________做功”，因此研究過程一定要滿足這一條件.本節實驗我們以只有重力做功的過程進行研究.

二、物理量的測量及數據分析

只有重力做功時，只會發生重力位能和動能的轉換.

(1)要驗證的表達式：12mv22＋mgh2＝__________或：12mv22－12mv12＝__________.

(2)所需測量的物理量：物體所處兩個位置之間的________，及物體的________.

三、參考案例

案例1　研究自由下落物體的機械能

1.實驗器材

鐵架台(帶鐵夾)、________________、重物(帶夾子)、________、複寫紙(或墨粉盤)、導線、毫米刻度尺、交流電源.

2.實驗步驟

(1)安裝裝置：依圖1甲所示把打點計時器安裝在鐵架台上，用導線把打點計時器與電源連接好.

(2)打紙帶：在紙帶的一端把重物用夾子固定好，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手豎直提起紙帶使重物停靠在打點計時器附近.先接通電源後釋放紙帶，讓重物拉著紙帶自由下落.重複幾次，得到3～5條打好點的紙帶.

(3)選紙帶並測量：選擇一條點跡清晰的紙帶，確定要研究的開始和結束的位置，測量兩位置之間的距離Δh及兩位置時的速度，代入表達式進行驗證.

3.數據處理

(1)計算各點對應的瞬時速度：如圖乙所示，依公式vn＝hn＋1－hn－12T，計算出某一點的瞬時速度vn.

(2)機械能守恆定律的驗證

方法一：利用起始點和第n點.

選擇開始的兩點間距接近2 mm的一條紙帶，打的第一個點為起始點，如果在實驗誤差允許範圍內mghn＝12mvn2，則機械能守恆定律得到驗證.

方法二：任取兩點A、B.

若在實驗誤差允許範圍內mghAB＝12mvB2－12mvA2，則機械守恆定律得到驗證.

方法三：影像法(如圖2所示).

若在實驗誤差允許範圍內圖線是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機械能守恆定律.

4.誤差分析

本實驗的誤差主要是由紙帶測量產生的偶然誤差以及重物和紙帶運動中的空氣阻力及打點計時器的____________引起的系統誤差.

5.實驗注意事項

(1)打點計時器安裝時，要使兩限位孔的中線在同一______線上，以減少摩擦阻力.

(2)應選用質量和密度較______的重物. ______密度可以減少體積，可使空氣阻力的影響相對減少.

(3)實驗時，應先接通電源，讓打點計時器正常運作後再鬆開紙帶讓重物下落.

(4)本實驗中幾種驗證的方法皆______(填「需要」或「不需要」)測重物的質量m.

驗證機械能守恆定律PPT，第三部分內容：02精析典題　提升能力

一、研究自由下落物體的機械能

例1　(2018·雙峰一中高一下學期期末)某同學用如圖4甲所示裝置「驗證機械能守恆定律」時，所用交流電源的頻率為50 Hz，得到如圖乙所示的紙帶.選取紙帶上打出的連續五點A、B、C、D、E，測出A點距起點O的距離為s0＝19.00 cm，點A、C間的距離為s1＝8.36 cm，點C 、E間的距離為s2＝9.88 cm，g取9.8 m/s2，測得重物的質量為m＝1 kg.

(1)下列做法正確的有________.

A.必須要秤重物和夾子的質量

B.圖中兩限位孔必須在同一豎直線上

C.將連著重物的紙帶穿過限位孔，用手提住，且讓手盡量靠近打點計時器

D.實驗時，先放開紙帶，再接通打點計時器的電源

E.資料處理時，應選擇紙帶上距離較近的兩點作為初、末位置

(2)選取O、C兩點為初、末位置驗證機械能守恆定律，重物減少的重力位能是_____J，打下C點時重物的速度大小是_____ m/s.(結果均保留三位有效數字)

(3)依紙帶算出打下各點時重物的速度v，量出下落距離s，則以 為縱座標、s為橫座標畫出的影像應為下列選項中的________.

二、研究沿斜面下滑物體的機械能

例2　現利用如圖5所示裝置「驗證機械能守恆定律」.圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為30°，1和2是固定在斜面上適當位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出.讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10－2 s、2.00×10－ 2 s.已知滑塊質量為2.00 kg，滑塊沿斜面方向的長度為5.00 cm，光電門1和2之間的距離為0.54 m，g取9.80 m/s2，取滑塊經過光電門時的速度為其平均速度.(結果均保留三位有效數字)

(1)滑塊通過光電門1時的速率v1＝________ m/s，經過光電門2時的速率v2＝______ m/s.

(2)滑塊通過光電門1、2間的動能增加量為______ J，重力位能的減少量為________ J.

驗證機械能守恆定律PPT，第四部分內容：03隨堂演練　逐點落實

1.如圖8為「驗證機械能守恆定律」的實驗裝置示意圖.現有的器材為：帶夾子的鐵架台、電磁打點計時器、紙帶、帶夾子的重錘.回答下列問題：

(1)為完成此實驗，除了給定的器材，還需要的器材有_____.

(填入正確選項前的字母)

A.米尺

B.秒錶

C.低電壓直流電源

D.低電壓交流電源

(2)實驗中產生誤差的原因有：①紙帶和打點計時器之間有摩擦.②用米尺測量紙帶上點的位置時讀數有誤差.③計算位能變化時，選取的始、末位置過近.④存在空氣阻力(任選其二)

(寫出兩個原因即可).

(3)實驗中由於打點計時器兩限位孔不在同一垂直直線上，使紙帶通過時受到較大阻力，這樣將造成________.

2.(2018·貴陽市高一下學期期末)某同學用圖9(a)所示的實驗裝置“驗證機械能守恆定律”，圖(b)是用6 V、50 Hz的打點計時器打出的一條紙帶，O點為重錘下落的起點，選取的計數點A、B、C、D到O點的距離在圖中已標出，重力加速度g取9.8 m/s2，重錘的質量為1 kg.(計算結果均保留兩位有效數字)

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更新時間: 2024-07-04

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