高中物理 第九節(jié) 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課件 新人教版必修2.ppt

物理 必修2 人教版 第七章機(jī)械能守恒定律第九節(jié)實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 欄目鏈接 情景切入 欄目鏈接 轉(zhuǎn)動(dòng)滾擺 將弦線均勻地繞在它的木軸上 這時(shí) 軟彈簧處于伸長狀態(tài) 釋放滾擺后 由于彈簧的拉力 使?jié)L擺飛速地旋轉(zhuǎn) 待彈簧恢復(fù)到平衡位置時(shí) 由于滾擺轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性 再一次將彈簧拉長 如此反復(fù)地運(yùn)動(dòng) 找些器材動(dòng)手做一做 并想一想其中的道理 欄目鏈接 課標(biāo)點(diǎn)擊 欄目鏈接 1 利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 2 知道實(shí)驗(yàn)的原理 方法 過程 3 對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論及誤差分析 欄目鏈接 欄目鏈接 課前導(dǎo)讀 欄目鏈接 1 本實(shí)驗(yàn)的目的是 2 重物下落的高度等于 3 根據(jù)紙帶求速度 1 測量瞬時(shí)速度更為簡單而準(zhǔn)確的方法是 做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 等于 的平均速度 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 紙帶上某兩點(diǎn)的距離 相鄰兩點(diǎn)間 課前導(dǎo)讀 欄目鏈接 2 推導(dǎo)過程 由于紙帶做勻加速運(yùn)動(dòng) 故有a c之間的平均速度vac 又根據(jù)速度公式有vb vc 故有vb va 即2vb va vc 從而 vb va a t vb a t vc vb vac 欄目鏈接 問題探究 問題一實(shí)驗(yàn)解讀 欄目鏈接 問題探究 欄目鏈接 問題探究 欄目鏈接 嘗試應(yīng)用 1 雙選 如圖是用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)得到的一條紙帶 有關(guān)尺寸在圖中已注明 我們選中n點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 下面舉一些計(jì)算n點(diǎn)速度的方法 其中正確的是 問題探究 欄目鏈接 cd 知識(shí)解惑 問題二實(shí)驗(yàn)中有哪些需要注意的事項(xiàng) 欄目鏈接 知識(shí)解惑 欄目鏈接 續(xù)表 知識(shí)解惑 欄目鏈接 續(xù)表 知識(shí)解惑 欄目鏈接 名師提示 重物在拖著紙帶下落過程中必然受到阻力作用 主要是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶的摩擦力以及空氣的阻力 克服這些阻力做功要消耗能量 所以重錘動(dòng)能的增加量 ek必定小于重力勢能的減少量 ep 這是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上帶來的系統(tǒng)誤差 減小這種誤差的方法有 使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔在同一豎直線上 適當(dāng)增加重錘的質(zhì)量 減小重錘的體積等方法來減小系統(tǒng)誤差 問題探究 嘗試應(yīng)用 欄目鏈接 2 雙選 下列關(guān)于 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)誤差的說法中 正確的是 a 重物質(zhì)量的稱量不準(zhǔn)會(huì)造成較大誤差b 重物質(zhì)量選用得大些 有利于減小誤差c 重物質(zhì)量選用得較小些 有利于減小誤差d 先釋放紙帶后接通電源會(huì)造成較大誤差 bd 欄目鏈接 知識(shí)解惑 題型1實(shí)驗(yàn)原理與操作 欄目鏈接 例1用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源 輸出電壓為6v的交流電和直流電兩種 重物從高處由靜止開始下落 重物上拖著的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn) 對紙帶上的點(diǎn)的痕跡進(jìn)行測量 即能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟 知識(shí)解惑 欄目鏈接 a 按照圖示的裝置安裝器材 b 將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上 c 用天平測量出重物的質(zhì)量 d 釋放懸掛紙帶的夾子 同時(shí)接通電源開關(guān)打出一條紙帶 e 測量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離 f 根據(jù)測量的結(jié)果計(jì)算重物下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動(dòng)能 知識(shí)解惑 欄目鏈接 指出其中沒有必要進(jìn)行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E 將其選項(xiàng)對應(yīng)的字母填在下面的橫線上 并說明其原因 知識(shí)解惑 欄目鏈接 步驟b是錯(cuò)誤的 應(yīng)接到電源的交流輸出端 步驟d是錯(cuò)誤的 應(yīng)先接通電源待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶 步驟c不必要 因?yàn)楦鶕?jù)測量原理重物的動(dòng)能和勢能中都包含了質(zhì)量m 可以約去 見解析 知識(shí)解惑 欄目鏈接 知識(shí)解惑 變式應(yīng)用 欄目鏈接 1 利用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中 下面敘述正確的是 a 應(yīng)該用天平稱出物體的質(zhì)量b 應(yīng)該選用點(diǎn)跡清晰 特別是第一點(diǎn)沒有拉成長條且第一 第二點(diǎn)間距接近2mm的紙帶c 操作時(shí)應(yīng)在接通電源的同時(shí)放開紙帶d 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在電壓為4 6v的直流電源上 b 知識(shí)解惑 欄目鏈接 題型2數(shù)據(jù)分析 例2在 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 的實(shí)驗(yàn)中 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源的頻率為50hz 查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 9 80m s2 某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶 用刻度尺測量時(shí)各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示 圖中o點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn) a b c d分別是每打兩個(gè)點(diǎn)取出的計(jì)數(shù)點(diǎn) 根據(jù)以上數(shù)據(jù) 可知重物由o點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí) 知識(shí)解惑 欄目鏈接 1 重力勢能的減少量為多少 2 動(dòng)能的增加量是多少 3 根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)可得出什么結(jié)論 產(chǎn)生誤差的主要原因是什么 本題主要考查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及誤差分析 重物由o點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí) 1 重力勢能的減少量為 ep mghob m 9 8 0 195 1 911mj 2 重物下落到b點(diǎn)時(shí)的速度為 知識(shí)解惑 欄目鏈接 知識(shí)解惑 變式應(yīng)用 欄目鏈接 2 在用自由落體做 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 的實(shí)驗(yàn)中 測出了紙帶上連續(xù)5個(gè)間隔的距離 重物的質(zhì)量為mkg 從b到d重物重力勢能的減少量 ep j 重物動(dòng)能增加量 ek j 知識(shí)解惑 欄目鏈接 0 570m0 546m 知識(shí)解惑 欄目鏈接 題型3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 例3如圖所示 兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物塊a和b 分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端 m1 m2 1 2是兩個(gè)光電門 用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 1 實(shí)驗(yàn)中除了記錄物塊b通過兩光電門時(shí)的速度v1 v2外 還需要測量的物理量是 2 用已知量和測量量寫出驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式 知識(shí)解惑 欄目鏈接 知識(shí)解惑 欄目鏈接 名師歸納 解決這類創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)題 關(guān)鍵在于明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)原理 從而進(jìn)一步分析設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 測量相應(yīng)的物理量是為了服務(wù)于實(shí)驗(yàn)?zāi)康?知識(shí)解惑 變式應(yīng)用 欄目鏈接 3 利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示 1 實(shí)驗(yàn)步驟 將氣墊導(dǎo)軌放在水平面上 桌面高度不低于1m 將導(dǎo)軌調(diào)至水平 用游標(biāo)卡尺測量擋光條的寬度為l 9 30mm 知識(shí)解惑 欄目鏈接 由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s cm 將滑塊移至光電門1左側(cè)某處 待砝碼靜止不動(dòng)時(shí) 釋放滑塊 要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2 從數(shù)字計(jì)時(shí)器 圖中未畫出 上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時(shí)間 t1和 t2 用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量m 再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m 2 用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達(dá)式 知識(shí)解惑 欄目鏈接 滑塊通過光電門1和光電門2時(shí)瞬時(shí)