《實驗：驗證機械能守恒定律》課件

1、第七章第七章 機械能機械能一一.實驗目的：驗證機械能守恒實驗目的：驗證機械能守恒定律定律鐵架臺鐵架臺二、實驗原理二、實驗原理研究在自由落體運動中：研究在自由落體運動中：kpEE？OABCDhv方案方案1：從起點開始計算：從起點開始計算21? 2mvmgh方案方案2：從一般位置開始計算：從一般位置開始計算h2v1v2221? 1122mvmvmgh-三三、實驗器材、實驗器材器材器材備注備注 器材器材備注備注鐵架臺鐵架臺重錘（木質）重錘（木質）電火花計時電火花計時器器重錘（金屬）重錘（金屬）復寫紙片復寫紙片紙帶紙帶天平天平mm刻度尺刻度尺秒表秒表cm刻度尺刻度尺四、實驗裝置、步驟四、實驗裝置、步驟

2、1 1、組裝實驗裝置、組裝實驗裝置2 2、釋放重錘記錄運動情況、釋放重錘記錄運動情況3 3、選擇紙帶、選點并測量、選擇紙帶、選點并測量4 4、計算、計算v vn n及對應動能及對應動能5 5、比較、比較 是否相等是否相等212nnm vm gh和鏈接鏈接2 2五、實驗注意事項五、實驗注意事項1 1、安裝要豎直、安裝要豎直2 2、先通電再釋放、先通電再釋放3 3、先斷電再取紙帶、先斷電再取紙帶4 4、計數點距起點遠一些、計數點距起點遠一些5 5、注意刻度尺讀數規(guī)則、注意刻度尺讀數規(guī)則鏈接鏈接1 1鏈接鏈接2 21、該實驗中選取被打點紙帶應注意：如果、該實驗中選取被打點紙帶應注意：如果 第一點第一

3、點O為計時起點，為計時起點，O點的速度應為零。點的速度應為零。 怎樣判別呢？怎樣判別呢？2、如何測量瞬時速度、如何測量瞬時速度3、是否需要測量重物的質量？、是否需要測量重物的質量？ 重物是否可以隨意選擇？重物是否可以隨意選擇？4、在架設打點計時器時應注意什么？為什么？、在架設打點計時器時應注意什么？為什么？思考題：思考題：1 22xmm212mvghm打點計時器要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在打點計時器要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內，盡量減少摩擦阻力同一豎直平面內，盡量減少摩擦阻力2xvvT中時密度大，體積小的材料密度大，體積小的材料(1)(1)由于測量長度帶來的誤差屬偶然由于測量長度帶來

4、的誤差屬偶然誤差，減小的辦法一是測距離時都從誤差，減小的辦法一是測距離時都從起點起點O O量起，二是多測幾次取平均值。量起，二是多測幾次取平均值。 (2)(2)實際上重物和紙帶下落過程中要實際上重物和紙帶下落過程中要克服阻力克服阻力( (主要是打點計時器的阻力主要是打點計時器的阻力) )做功，故動能的增加量做功，故動能的增加量EEK K必定稍小必定稍小于勢能的減少量于勢能的減少量EEP P，這是屬于系統，這是屬于系統誤差。誤差。1 1、 在在“驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律”的實驗中，的實驗中，下面敘述正確的是下面敘述正確的是 A A應用天平稱出重物的質量應用天平稱出重物的質量 。B B

5、應當選用點跡清晰，第一、二兩點距應當選用點跡清晰，第一、二兩點距離約離約2mm2mm的紙帶進行測量。的紙帶進行測量。 C C操作時應先放紙帶，后接通電源操作時應先放紙帶，后接通電源 。D D打點計時器應接在電壓為打點計時器應接在電壓為4 46V6V的直流的直流電源上電源上 。B B2 2、在驗證重錘自由下落過程中機械能守恒的實、在驗證重錘自由下落過程中機械能守恒的實驗中，下列說法正確的是驗中，下列說法正確的是 A A實驗時，應先接通打點計時器，等打點穩(wěn)定實驗時，應先接通打點計時器，等打點穩(wěn)定后再釋放紙帶后再釋放紙帶B B必須用天平稱量所用重錘的質量必須用天平稱量所用重錘的質量C C為了方便，應

6、在打下的紙帶上每為了方便，應在打下的紙帶上每5 5個點取一個個點取一個計數點進行測量和計算計數點進行測量和計算D D本實驗的系統誤差，總是使重力勢能的減少本實驗的系統誤差，總是使重力勢能的減少量大于動能的增加量量大于動能的增加量 ADAD3 3、在、在“驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律”的實驗中：的實驗中：需直接測量的物理是需直接測量的物理是_ _ ；間接測量的物理量是間接測量的物理量是_。重錘下落的高度重錘下落的高度h h重錘運動的速度重錘運動的速度V V5 5、在、在驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律的實驗中，的實驗中，打點計時器所接交流電頻率為打點計時器所接交流電頻率為50Hz50

7、Hz，當地，當地重力加速度重力加速度g g9.80m/s9.80m/s2 2。實驗選用重錘質。實驗選用重錘質量為量為m(kg)m(kg)，從所打紙帶中選擇一條合適，從所打紙帶中選擇一條合適的紙帶，此紙帶第的紙帶，此紙帶第1 1、2 2點間的距離應接點間的距離應接近近 。紙帶上連續(xù)的點。紙帶上連續(xù)的點A A、B B、C C、D D至第至第1 1點點O O的距離如圖所示，則重錘從的距離如圖所示，則重錘從O O運運動到動到C C，重力勢能減少，重力勢能減少_J_J，重錘，重錘經過經過C C時的速度為時的速度為 m/sm/s，其動能，其動能增加增加 J J。OABCDcm43.049.656.162.

8、82mm5.50m 3.30 5.45m4 4、在、在“驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律”的實驗中，要驗的實驗中，要驗證重錘下落時重力勢能的減少等于它動能的增加，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余的或錯誤的有( ) ( ) A A用天平稱出重錘的質量用天平稱出重錘的質量B B把電火花計時器固定到鐵架臺上，并用導線把電火花計時器固定到鐵架臺上，并用導線把它和低壓交流電源連接起來把它和低壓交流電源連接起來C C把紙帶的一端固定到重錘上，另一端穿過電把紙帶的一端固定到重錘上，另一端穿過電

9、火花計時器的限位孔，把重錘提升到一定的高度火花計時器的限位孔，把重錘提升到一定的高度D D接通電源，釋放紙帶接通電源，釋放紙帶E E用秒表測出重錘下落的時間用秒表測出重錘下落的時間ABEABE5.5.利用自由落體運動做驗證機械能守利用自由落體運動做驗證機械能守恒定律的實驗時：恒定律的實驗時：(1)(1)有下列器材可供選擇：有下列器材可供選擇：鐵架臺；鐵架臺；打點計時器；打點計時器；復寫紙；復寫紙；紙帶；紙帶；低壓直流電源；低壓直流電源；天平；天平；秒表；秒表；導線導線. .其中實驗中不必要的器材是其中實驗中不必要的器材是( (填序號填序號) )；缺少的器材是；缺少的器材是6.6.若已知打點計時

10、器的電源頻率為若已知打點計時器的電源頻率為50Hz50Hz，當地的，當地的重力加速度重力加速度g=9.80m/sg=9.80m/s2 2, ,重物質量為重物質量為m.m.實驗中得到實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，其中一條點跡清晰的紙帶如圖所示，其中0 0為第一個點，為第一個點，A A、B B、C C為另外為另外3 3個連續(xù)點，根據圖中的數據，可個連續(xù)點，根據圖中的數據，可知重物由知重物由0 0點運動到點運動到B B點，重力勢能少量點，重力勢能少量EpEp= =J;J;動能增加量動能增加量EkEk= =J;J;這樣驗證的系統這樣驗證的系統誤差總是使重力勢能的減少量誤差總是使重力勢能的減少量

11、_動能的增加動能的增加量，。產生誤差的主要原因是量，。產生誤差的主要原因是. .研究平拋物體的運研究平拋物體的運動動三、實驗器材三、實驗器材斜槽、坐標紙、木板、圖釘、有孔斜槽、坐標紙、木板、圖釘、有孔的卡片、小球、刻度尺、鉛筆、重的卡片、小球、刻度尺、鉛筆、重垂線。垂線。1 1平拋物體的運動規(guī)律可以概括為兩點：平拋物體的運動規(guī)律可以概括為兩點： 水平方向做勻速運動；水平方向做勻速運動； 豎直方豎直方向做自由落體運動為了研究平拋物體向做自由落體運動為了研究平拋物體的運動，可做下面的實驗：如圖所示，的運動，可做下面的實驗：如圖所示，用小錘打擊彈性金屬片，用小錘打擊彈性金屬片， A A 球就水平球就水平飛出，同時飛出，同時 B B球被松開做自由落體運動，球被松開做自由落體運動，改變小錘的打擊力度，兩球總能同時落改變小錘的打擊力度，兩球總能同時落到地面，這個實驗到地面，這個實驗 （ ）A A 只能說明上述規(guī)律中的第只能說明上述規(guī)律中的第 條條 B B 只能說明上述規(guī)律中的第只能說明上述規(guī)律中的第 條條C C 不能說明上述規(guī)律中的任何一條不能說明上述規(guī)律中的任何一條 D D 能同時說明上述兩條規(guī)律能同時說明上述兩條規(guī)律練習練習： （1）在做）在做“研究平衡運動研究平衡運動”實驗中應實驗中應采取下列哪些措施減小誤差？（采取下列哪些措施減小誤差？（ ） A斜槽軌道必須光滑斜槽