4.6驗證機械能守恒定律課件高一下學(xué)期物理粵教版

4.6驗證機械能守恒定律新粵教版（2019）高中物理必修第二冊

第四章

驗證機械能守恒定律知識回顧機械能守恒定律1、內(nèi)容：在只有重力（或彈力）做功的情形下，物體的動能和勢能（包括重力勢能和彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，而機械能的總量保持不變。這個結(jié)論叫做機械能守恒定律。2、表達(dá)式：3、適用條件：只有重力（或彈力）所做的功

什么叫機械能？用公式如何表示？舉例說明動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)換？

在自由落體運動中，若物體下落高度h時的速度為v,則由機械能守恒定律可知：hvmgh=mv

212或利用重物作自由落體運動，驗證機械能是否守恒?！緦嶒?zāi)康摹俊緦嶒炘怼看螯c計時器、紙帶、復(fù)寫紙（墨粉紙盆）、重錘、刻度尺、鐵架臺、學(xué)生電源等。打點計時器紙帶重物鐵架臺【實驗器材】【實驗裝置】4、選擇合適的紙帶，處理數(shù)據(jù)。3、更換紙帶，重復(fù)幾次。1、將打點計時器固定在鐵架臺上，把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔。2、用手提著紙帶使重物停靠在打點計時器附近。然后先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落?！緦嶒灢襟E】本實驗要不要測量物體的質(zhì)量？mgh

=mv

212gh

=v

212無需測量物體的質(zhì)量如果實驗要求計算勢能和動能的具體數(shù)據(jù)，那就必須要知道物體的質(zhì)量?！締栴}1】紙帶上的第一個點為計時起點0（起始點的速度應(yīng)該為零，即打點計時器在紙帶上打下第一個點時紙帶剛開始下落）。gh

=v

21212x

=

gt2

=

×9.8×0.022m

≈2×10-3m=

2

mm12h起始點對于實際獲得的紙帶，如何判定紙帶上的第一個點就是紙帶剛開始下落時打下的呢？紙帶上的頭兩個點間的距離應(yīng)接近2mm?！締栴}2】可以回避起始點嗎（即處理紙帶時可以不用到起始點嗎）?我們可以選取A、B兩點，比較它們的機械能EA和EB。若以點B為0勢能點，則有：EKA＋mgΔh＝EKBΔhAB【思考】如何測量物體的瞬時速度?

做勻變速運動的紙帶上某點的瞬時速度，等于相鄰兩點間的平均速度?！締栴}3】速度能不能用v=

gt計算？這種方法認(rèn)為加速度為g，由于各種摩擦阻力不可避免，所以實際加速度必將小于g，這樣將得到機械能增加的結(jié)論，有阻力作用機械能應(yīng)該是減少的，故這種方法也不能用?！舅伎肌?、安裝打點計時器時，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。2、應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，增大重力可可使阻力的影響相對減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小。3、選用紙帶時應(yīng)盡量挑選第一、二點間距接近2mm的點跡清晰且各點呈一條直線的紙帶。【注意事項】4、實驗用的紙帶一般小于1m

，從起始點開始大約能打出20個點左右。末位置的點可選擇倒數(shù)第一個點或倒數(shù)第二個點，從這一個點向前數(shù)4～6

個點當(dāng)初位置的點，可以減小這兩個點的瞬時速度以及兩點之間距離（高度h）測量的誤差?！咀⒁馐马棥俊緮?shù)據(jù)記錄】0hv

212gh

=v

212該圖象的斜率表示什么？為什么圖象通過原點？【圖象法處理數(shù)據(jù)】實踐與拓展練習(xí)1、（單選）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下面敘述正確的是（）

A．應(yīng)用天平稱出重物的質(zhì)量。B．應(yīng)當(dāng)選用點跡清晰，第一、二兩點距離約2mm的紙帶進行測量。C．操作時應(yīng)先放紙帶，后接通電源。D．打點計時器應(yīng)接在電壓為4～6V的直流電源上。B2、（多選）在驗證重錘自由下落過程中機械能守恒的實驗中，下列說法正確的是（）A．實驗時，應(yīng)先接通打點計時器，等打點穩(wěn)定后再釋放紙帶B．必須用天平稱量所用重錘的質(zhì)量C．為了方便，應(yīng)在打下的紙帶上每5個點取一個計數(shù)點進行測量和計算D．本實驗的系統(tǒng)誤差，總是使重力勢能的減少量大于動能的增加量AD3、（多選）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，要驗證重錘下落時重力勢能的減少等于它動能的增加，以下步驟僅是實驗中的一部分，在這些步驟中多余的或錯誤的有()A．用天平稱出重錘的質(zhì)量B．把電火花計時器固定到鐵架臺上，并用導(dǎo)線把它和低壓交流電源連接起來C．把紙帶的一端固定到重錘上，另一端穿過電火花計時器的限位孔，把重錘提升到一定的高度D．接通電源，釋放紙帶E．用秒表測出重錘下落的時間

ABE4、在驗證機械能守恒定律的實驗中：（1）除打點計時器、電源、重錘、紙帶以外，在下面的測量儀器中，必需使用的是_______。

A、天平B、彈簧秤C、刻度尺D、秒表C

（2）如果以為縱軸，以h為橫軸，由實驗數(shù)據(jù)描出的圖線是一條通過原點的直線，那么該直線的斜率等于______

h當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?、在《驗證機械能守恒定律》的實驗中，打點計時器所接交流電頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.80m/s2。實驗選用重錘質(zhì)量為m(kg)，從所打紙帶中選擇一條合適的紙帶，此紙帶第1、2點間的距離應(yīng)接近

。紙帶上連續(xù)的點A、B、C、D至第1點O的距離如圖所示，則重錘從O運動到C，重力勢能減少_________J，重錘經(jīng)過C時的速度為

m/s，其動能增加

J。OABCDcm43.049.656.162.85.45m2mm5.50m3.306、在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，物體從靜止落下，并在紙帶上打下從0開始的一系列的點，已知所用電源頻率為50Hz，每打5個點取一個計數(shù)點，各計數(shù)點與第一個點0之間的距離見下表點序號01234距離(cm)05.0019.8544.6078.90(1)則實驗所測重力加速度值為__________________；(2)計數(shù)點2所對應(yīng)的即時速度值為___________________；(3)實驗中是否需要測出重物質(zhì)量?_____________；因為___________．9.77m/s2197.95cm/s不需要實驗并不需要知道動能和勢能的具體數(shù)值,根據(jù)mgh=mv2/2可消去m7、某次“驗證機械能守恒定律”的實驗中，用6V、50Hz的打點計時器打出的一條無漏點的紙帶，如圖4所示，O點為重錘下落的起點，選取的計數(shù)點為A、B、C、D，各計數(shù)點到O點的長度已在圖上標(biāo)出，單位為毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重錘質(zhì)量為1kg。①打點計時器打出B點時，重錘下落的速度vB=

m/s，重錘的動能EkB=

J。1.175

0.69

②從開始下落算起，打點計時器打B點時，重錘的重力勢能減小量為

J。③根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘從靜止開始到打出B點的過程中，得到的結(jié)論是

。

機械能守恒

0.69

（2）若實驗中所用重錘的質(zhì)量為m=1kg，打點紙帶如圖所示，圖中分別標(biāo)出了點A、B、C、D到第一個點O點的距離,且打點間隔為0.02s，則記錄B點時，重錘的速度vB=

,重錘的動能Ek=

,從開始下落起至B點重錘的重力勢能減小了

,由此可得結(jié)論

.8．用落體法驗證機械能守恒定律的實驗中（1）運用公式時對實驗條件的要求是①

；②

．OABCD

62.9970