高中物理人教版 (新课标)必修29.实验：验证机械能守恒定律图片ppt课件

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修29.实验：验证机械能守恒定律图片ppt课件，共27页。PPT课件主要包含了实验原理，图7-9-1，答案1ABD，图7-9-3等内容，欢迎下载使用。
学习目标:1.掌握利用自由落体运动验证机械能守恒定律.2.知道实验的原理、方法和过程.3.会处理实验数据，并能对实验结果进行讨论及误差分析.重点难点：实验条件的控制及数据处理.易错问题：纸带的选取和下落高度的测量.
一、实验原理1.机械能守恒定律（1）当只有重力做功时，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变.（2）做自由落体运动的物体，只受重力作用，其机械能是守恒的.
三、探究步骤1.安装置：将打点计时器固定在铁架台上；用导线将打点计时器与低压交流电源相连接.2.接电源，打纸带：把纸带的一端在重物上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近，接通电源，待打点稳定后松开纸带，让重物自由下落.重复几次，打下3~5条纸带.
二、验证方法及纸带的选取1.验证方法法一：用 mv2=mgh验证：这是以纸带上第一点（起始点）为基准验证机械能守恒定律的方法.由于第一点应是重物做自由落体运动开始下落的点，所以应选取点迹清晰且第1、2两点间的距离接近2 mm的纸带.
法二：用(1/2)mvB2-(1/2)mvA2=mgΔh验证：这是回避起始点，在纸带上选择后面的某两点验证机械能守恒定律的方法.2.纸带的选取（1）利用方法一进行验证，即验证gh=(1/2)v2时，应注意纸带的挑选：①选用纸带时应尽量挑点迹清晰，且第一、第二个点间的距离接近2 mm的纸带.
②实验时必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接通电源，让打点计时器工作稳定后再松开纸带，以保证第一点是一个清晰的点.③测量高度h时，应从起始点算起.为减小h的相对误差，选取的计数点要离起始点远些，纸带也不宜过长，有效长度可在60 cm~80 cm.
（2）实际上，在操作时很难控制纸带上所打的头两个点的间距为2 mm，因此只要保证操作正确，完全不必从起始点算起，在纸带上任选几个点，然后利用方法二，即验证gΔh=(1/2)(vB2-vA2).
三、注意事项1.安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直，以减小摩擦阻力.2.应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小. 3.实验时，应先接通电源，让打点计时器工作正常后再松开纸带让重物下落.
2.系统误差：实验过程中要克服阻力（主要是打点计时器的阻力）做功，故动能的增加量ΔEk必定稍小于势能的减少量ΔEp.再者，交流电的频率f不是50 Hz也会带来系统误差.若f＞50 Hz，由于速度值仍按频率为50 Hz计算，频率的计算值比实际值偏小，周期值偏大，算得的速度值偏小，动能值也就偏小，使Ek＜Ep的误差进一步加大；根据同样的道理，若f＜50 Hz，则可能出现Ek＞Ep的结果.
在验证机械能守恒定律的实验中（1）从下列器材中选出实验所必须的，其编号为____________________________.A.打点计时器（包括纸带）；B.重物；
C.天平；D.毫米刻度尺；E.秒表；F.运动小车.（ 2）打点计时器的安装放置要求为_______；开始打点计时的时候，应先_______，然后__________.（3）实验中产生系统误差的原因主要是_________________，使重物获得的动能往
往_____________.为减小误差，悬挂在纸带下的重物应选择_____________________.（4）如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的(v2/2)-h图线是___________，该线的斜率等于_____________________.【思路点拨】验证机械能守恒定律的实验中，没必要称量重物的质量；打点计时器就是计时仪器，不再需要秒表.
【解析】（1）选出的器材有：打点计时器（包括纸带）、重物、毫米刻度尺，编号分别为A、B、D，注意因mgh=(1/2)mv2，故m可消去，不需要用天平.（2）打点计时器安装时，两限位孔必须在同一竖直线上，这样才能使重物在自由下落时，受到阻力较小，开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重物，让它带着纸带一同落下.
（3）产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时受到摩擦阻力，导致重物获得的动能小于它所减少的重力势能，为减小误差，重物应选质量大一些的.（4）描绘出来的(v2/2)-h图象是一条通过坐标原点的倾斜直线，它的斜率为重力加速度.
（2）两限位孔必须在同一竖直线上给打点计时器通电释放重物（3）纸带通过打点计时器时有摩擦阻力小于所减小的重力势能质量大一些的（4）一条通过坐标原点的倾斜直线重力加速度
2 （1）在用落体法验证机械能守恒定律的实验中：所用重锤的质量m=500 g，打点计时器所用电源频率为50 Hz，打下的纸带如图7-9-3所示（图中的数据为从起始点O到该点的距离），则在打B点时，重锤的速度vB=_________m/s，从开始下落到打B点时，重锤的势能减少量是_______J（g取10 m/s2，计算结果取两位有效
（2）根据纸带算出各点的速度v，量出从O点下落的距离h，则以v2为纵轴，以h为横轴，画出的v2-h图线应为（ ）