【課件】實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律+課件高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

第八章機(jī)械能守恒定律第五節(jié)

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)方案方案一：自由落體法方案二：光滑斜面法一、實(shí)驗(yàn)原理：物體自由下落時(shí)，如果不計(jì)空氣阻力，物體的機(jī)械能守恒，即重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量。方案一：自由落體法hvO

方案一：自由落體法夾子打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶重物鐵架臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)器材：電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、重物、刻度尺、鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、學(xué)生電源等。？方案一：自由落體法1.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，并接好學(xué)生電源。2.把紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重錘?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近。3.接通電源，待計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再松開(kāi)紙帶，讓重錘自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該在紙帶上打出一系列的點(diǎn)。4.重復(fù)上一步的過(guò)程，打三到五條紙帶。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1.選擇一條點(diǎn)跡清晰且第l、2點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上0，以后各點(diǎn)依次為1、2、3……用刻度尺測(cè)量對(duì)應(yīng)下落的高h(yuǎn)1、h2、h3、……記入表格中。

計(jì)數(shù)點(diǎn)l23

下落高度

速度

勢(shì)能減少量

動(dòng)能增加量

結(jié)論五、數(shù)據(jù)處理：方案一：自由落體法

方案一：自由落體法

計(jì)數(shù)點(diǎn)l23

下落高度

速度

勢(shì)能減少量

動(dòng)能增加量

結(jié)論五、數(shù)據(jù)處理：

方案一：自由落體法五、數(shù)據(jù)處理：

計(jì)數(shù)點(diǎn)l23

下落高度

速度

勢(shì)能減少量

動(dòng)能增加量

結(jié)論4.用圖像法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

0hv

212結(jié)論：若在誤差允許的范圍內(nèi)，圖象是一條過(guò)原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。該圖象的斜率表示什么？若物體自由落體，圖象應(yīng)過(guò)原點(diǎn)方案一：自由落體法五、數(shù)據(jù)處理：?jiǎn)栴}1：本實(shí)驗(yàn)要不要測(cè)量物體的質(zhì)量？

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)，那就必須要知道物體的質(zhì)量。只驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，可不測(cè)量物體的質(zhì)量。方案一：自由落體法問(wèn)題2：如何判定紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)就是紙帶剛開(kāi)始下落時(shí)打下的？

紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)0，若物體自由落體，則該點(diǎn)的速度應(yīng)該為零。h方案一：自由落體法問(wèn)題3：可以回避起始點(diǎn)嗎（數(shù)據(jù)處理時(shí)可以不用起始點(diǎn)嗎）

？ΔhAB

無(wú)法證明物體是自由落體運(yùn)動(dòng)。方案一：自由落體法

方案一：自由落體法問(wèn)題5：為什么重物的重力勢(shì)能減少量總是略大于動(dòng)能的增加量？重物下落過(guò)程中克服阻力做功。系統(tǒng)誤差阻力來(lái)源：（1）重物下落過(guò)程中受空氣阻力；（2）紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間存在摩擦阻力。減小誤差措施：（1）選擇體積小、密度大的重物（減小空氣阻力）；（2）安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)保證兩個(gè)限位孔豎直；（3）釋放紙帶時(shí)，保證紙帶豎直。方案一：自由落體法注意事項(xiàng)：1.實(shí)驗(yàn)中安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，限位孔必須在同一豎直直線上，以減少摩擦阻力，計(jì)時(shí)器離地面的高度約1m，實(shí)驗(yàn)用的紙帶60-80cm。2.實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作正常以后，才能松開(kāi)紙帶，讓重物落下。方案一：自由落體法

方案一：自由落體法注意事項(xiàng)：一、實(shí)驗(yàn)器材：

氣墊導(dǎo)軌光電門(mén)數(shù)字計(jì)時(shí)器

擋光條長(zhǎng)度方案二：光滑斜面法

砝碼通過(guò)繞過(guò)定滑輪的細(xì)線牽連靜止放在氣墊導(dǎo)軌上的滑塊，從靜止釋放。設(shè)砝碼和托盤(pán)總質(zhì)量為m，滑塊和擋光條總質(zhì)量為M。二、實(shí)驗(yàn)原理：

方案二：光滑斜面法三、實(shí)驗(yàn)步驟：

1.將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平；2.測(cè)出擋光條的寬度l；3.由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門(mén)中心間的距離s；方案二：光滑斜面法三、實(shí)驗(yàn)步驟：

4.將滑塊移至光電門(mén)1左側(cè)某處，待砝碼靜止時(shí)，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過(guò)光電門(mén)2；方案二：光滑斜面法三、實(shí)驗(yàn)步驟：

5.從數(shù)字計(jì)時(shí)器上分別讀出擋光條通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2所用的時(shí)間Δt1和Δt2；6.用天平稱(chēng)出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱(chēng)出托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m。方案二：光滑斜面法方案二：光滑斜面法1.滑塊通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2時(shí)，瞬時(shí)速度分別為v1＝____和v2＝____.2.當(dāng)滑塊通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2時(shí)，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤(pán)和砝碼)的總動(dòng)能分別為Ek1＝________________和Ek2＝___________________。

方案二：光滑斜面法3.在滑塊從光電門(mén)1運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)2的過(guò)程中，系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量為