實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

1、http:/第七章第七章 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律第九節(jié)第九節(jié) 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律本實(shí)驗(yàn)借助的物理現(xiàn)象是：本實(shí)驗(yàn)借助的物理現(xiàn)象是：自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)請(qǐng)同學(xué)們完成以下填空：請(qǐng)同學(xué)們完成以下填空：物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，只有物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，只有_ 做功，物體的做功，物體的 _與與_ 相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能不變。相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能不變。若物體的某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度是若物體的某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度是v，下落高度是，下落高度是h,則有則有_21mgh2mvhv請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法”部部分并回答以下問(wèn)題分并回答以下問(wèn)題1、本實(shí)驗(yàn)需要哪些器

2、材？、本實(shí)驗(yàn)需要哪些器材？2、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟3、本實(shí)驗(yàn)要不要測(cè)物體的質(zhì)量？、本實(shí)驗(yàn)要不要測(cè)物體的質(zhì)量？4、討論課文中、討論課文中“紙帶上某兩點(diǎn)紙帶上某兩點(diǎn)”如何選??？如何選??？5、重物的速度如何測(cè)量？、重物的速度如何測(cè)量？1、本實(shí)驗(yàn)需要哪些器材？、本實(shí)驗(yàn)需要哪些器材？ 電火花計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器 重物重物 紙帶紙帶 鐵架臺(tái)（帶鐵夾）鐵架臺(tái)（帶鐵夾） 刻度尺刻度尺2、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟 按照課本所示裝置安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按照課本所示裝置安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 將紙帶穿過(guò)計(jì)時(shí)器，下端與重物相連將紙帶穿過(guò)計(jì)時(shí)器，下端與重物相連 先接通電源后釋放紙帶先接通電源后釋放紙帶 更換紙帶，重復(fù)以上步驟更

3、換紙帶，重復(fù)以上步驟 選擇紙帶，處理數(shù)據(jù)選擇紙帶，處理數(shù)據(jù)3、本實(shí)驗(yàn)要不要測(cè)物體的質(zhì)量？、本實(shí)驗(yàn)要不要測(cè)物體的質(zhì)量？只證明如果實(shí)驗(yàn)要求計(jì)算勢(shì)能和動(dòng)能的具體數(shù)據(jù)，如果實(shí)驗(yàn)要求計(jì)算勢(shì)能和動(dòng)能的具體數(shù)據(jù)，那就必須知道物體的質(zhì)量那就必須知道物體的質(zhì)量（即：用天平測(cè)物體的質(zhì)量）（即：用天平測(cè)物體的質(zhì)量）4、討論課文中、討論課文中“紙帶上紙帶上某兩點(diǎn)某兩點(diǎn)的距離等的距離等于重物于重物”中的中的“某兩點(diǎn)某兩點(diǎn)”如何選??？如何選?。?1mgh2mvhv我們驗(yàn)證我們驗(yàn)證：需要從起始點(diǎn)開始算起，如右圖：需要從起始點(diǎn)開始算起，如右圖：實(shí)際上我們完全可以回避起始點(diǎn)的實(shí)際上我們完全可以回避起始點(diǎn)的7113我們可以選取我

4、們可以選取7、13兩點(diǎn)，比較它們的機(jī)械能兩點(diǎn)，比較它們的機(jī)械能E7和和E13,以點(diǎn)以點(diǎn)13為為0勢(shì)能參考點(diǎn)，則有：勢(shì)能參考點(diǎn)，則有： EK7mghEK13我們分別回答以上問(wèn)題我們分別回答以上問(wèn)題5、重物的速度如何測(cè)量？、重物的速度如何測(cè)量？重物的速度可以用大家熟悉的方法從重物的速度可以用大家熟悉的方法從紙帶測(cè)出，這樣也就知道了它在各點(diǎn)紙帶測(cè)出，這樣也就知道了它在各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而得到它在各點(diǎn)的動(dòng)的瞬時(shí)速度，從而得到它在各點(diǎn)的動(dòng)能。比較重物在某兩點(diǎn)的動(dòng)能與勢(shì)能能。比較重物在某兩點(diǎn)的動(dòng)能與勢(shì)能之和，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。之和，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的

5、規(guī)律可以用可以用 AC 的平均速度代表的平均速度代表 B 的瞬時(shí)速度。的瞬時(shí)速度。BACvv請(qǐng)同學(xué)們獨(dú)立推導(dǎo)此表達(dá)式請(qǐng)同學(xué)們獨(dú)立推導(dǎo)此表達(dá)式利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律如圖如圖A、B、C是紙帶上相是紙帶上相鄰的三個(gè)點(diǎn)，紙帶以加速鄰的三個(gè)點(diǎn)，紙帶以加速度度a做勻加速運(yùn)動(dòng)，所以做勻加速運(yùn)動(dòng)，所以A、C兩點(diǎn)的距離可以表示為：兩點(diǎn)的距離可以表示為：a2ACAxvvtt21(2 )(2 )2AxvtatBAvvatBACvv結(jié)合結(jié)合v-t圖象了解圖象了解瞬時(shí)速度和時(shí)間中瞬時(shí)速度和時(shí)間中點(diǎn)的平均速度相等點(diǎn)的平均速度相等的物理意義的物理意義利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

6、計(jì)算物體的速度，可有三種方法計(jì)算物體的速度，可有三種方法12nnvgh、2nnvgt、1132nnnhhvT、第第1種方法種方法是根據(jù)機(jī)械能守恒是根據(jù)機(jī)械能守恒定律得到的，而我們的目的就定律得到的，而我們的目的就是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，所以是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，所以不能用不能用第第2種方法種方法認(rèn)為加速度為認(rèn)為加速度為g，由，由于各種摩擦阻力不可避免，所于各種摩擦阻力不可避免，所以實(shí)際加速度必將小于以實(shí)際加速度必將小于g，這，這樣將得到機(jī)械能增加的結(jié)論，樣將得到機(jī)械能增加的結(jié)論，有阻力作用機(jī)械能應(yīng)該是減少有阻力作用機(jī)械能應(yīng)該是減少的，故這種方法也不能用的，故這種方法也不能用怎樣減少阻力？怎樣減少

7、阻力？1、安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，、安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，必須使兩紙帶限位孔在同必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦一豎直線上，以減小摩擦阻力。阻力。2、應(yīng)選用質(zhì)量和密度較、應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，可使摩擦阻力，大的重物，可使摩擦阻力，空氣阻力相對(duì)減小?？諝庾枇ο鄬?duì)減小。以哪兩個(gè)點(diǎn)作為始末位置最為合適？以哪兩個(gè)點(diǎn)作為始末位置最為合適？實(shí)驗(yàn)用的紙帶一般小于實(shí)驗(yàn)用的紙帶一般小于1m，從，從起始點(diǎn)開始大約能打出起始點(diǎn)開始大約能打出20個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn)左右。末位置的點(diǎn)可選擇倒數(shù)左右。末位置的點(diǎn)可選擇倒數(shù)第一個(gè)點(diǎn)或倒數(shù)第二個(gè)點(diǎn)，從第一個(gè)點(diǎn)或倒數(shù)第二個(gè)點(diǎn)，從這一個(gè)點(diǎn)向前數(shù)這一個(gè)點(diǎn)向前數(shù)46個(gè)點(diǎn)當(dāng)初個(gè)點(diǎn)當(dāng)初位置的

8、點(diǎn)，可以減小這兩個(gè)點(diǎn)位置的點(diǎn)，可以減小這兩個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度以及兩點(diǎn)之間距離的瞬時(shí)速度以及兩點(diǎn)之間距離（高度（高度h）測(cè)量的誤差。）測(cè)量的誤差。因重物下落中要克服阻力做功，因重物下落中要克服阻力做功，實(shí)驗(yàn)的動(dòng)能增加量必定稍小于實(shí)驗(yàn)的動(dòng)能增加量必定稍小于重力勢(shì)能減少量重力勢(shì)能減少量可以多次測(cè)量?？梢远啻螠y(cè)量。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的主要內(nèi)容實(shí)驗(yàn)報(bào)告的主要內(nèi)容1、為進(jìn)行、為進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，有下的實(shí)驗(yàn)，有下列器材可供選用：鐵架臺(tái)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，復(fù)寫紙，列器材可供選用：鐵架臺(tái)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，復(fù)寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導(dǎo)線，電鍵，天平。紙帶，秒表，低壓直流電源，導(dǎo)線，電鍵，天平。其中不必要的器材有：其中不必要的器材有： ；缺少的器材是；缺少的器材是 。不必要的器材有：秒表、低壓直流電源、天平。不必要的器材有：秒表、低壓直流電源、天平。缺少的器材是低壓交流電源、重錘、刻度尺缺少的器材是低壓交流電源、重錘、刻度尺通過(guò)原點(diǎn)的直線、通過(guò)原點(diǎn)的直線、g.2、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，如果以、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，如果以v22為為縱軸，以縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖線為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是應(yīng)是 ，才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其斜，才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其斜率等于率等于 的數(shù)值。的數(shù)值。一、實(shí)驗(yàn)方法一、實(shí)驗(yàn)