第八章机械能守恒定律 第5节 实验：验证机械能守恒定律（课件PPT）

第节 5实验：验证机械能守恒定律高中物理 必修第二册第八章1.理解验证机械能守恒定律的原理。会设计实验方案，确定需要测量的物理量，并采用正确的方法测量相关的物理量。2.能够控制实验条件，正确进行实验操作，获取物体下落的高度和速度大小等数据，会分析动能增加量小于重力势能减少量的原因，并采取相应措施，以减小实验误差。3.树立实事求是的科学态度，培养认真严谨的科学精神。学习目标引入1、什么叫机械能守恒？2、机械能守恒的条件是什么？3、自由落体运动的物体，机械能守恒吗？ 4、如何推导机械能守恒的表达式？复习回顾实验目的：验证机械能守恒定律。实验原理：通过实验研究物体运动过程中动能与重力势能的变化，从而验证机械能守恒定律。实验思路：1.实验满足的条件:研究过程一定要满足只有重力或弹力做功。2.减少阻力的方法:重物选取密度大、体积小的物体,可以减小空气阻力的影响;利用气垫导轨替代斜面等。一、实验思路根据重力势能和动能的定义,实验中需要测量物体的质量、物体所处位置的高度以及物体的运动速度这三个物理量。二、物理量的测量根据重力势能和动能的定义,实验中需要测量物体的质量、物体所处位置的高度以及物体的运动速度这三个物理量。三、物理量的测量根据选定的实验方案和记录的实验数据,采用以下两种方法验证机械能是否守恒。1.计算物体在选定位置(任意两个位置)上动能与势能的和是否满足四、数据分析2.计算重物在某两点间的动能变化和势能变化是否满足   案例1研究自由下落物体的机械能实验器材：打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线两根．实验装置：实验步骤： 验证方案：   注意事项：(1)安装打点计时器时，要使两限位孔的中线在同一竖直线上，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,可使空气阻力的影响相对减小。(3)实验时，应先接通电源，让打点计时器正常工作后再松开纸带让重物下落．(4)重物下落过程的始点和终点应适当远些。纸带也不宜过长，有效长度可为60～80 cm. 误差分析：案例 2研究沿斜面下滑物体的机械能实验器材：气垫导轨、数字毫秒计(光电门)、气泵、滑块(含遮光条)、交流电源实验装置：   误差分析：(1)测量滑块下滑高度不准确造成误差。(2)滑块下滑过程中不可避免地要克服阻力做功,从而导致动能的变化量略小于对应的重力势能的变化量。注意事项：(1)气垫导轨的轨面不许敲、碰,如果有灰尘污物,可用棉球蘸酒精擦净。(2)适当增大两个光电门之间的距离。(3)滑块内表面光洁度很高,严防划伤,更不容许掉在地上。(4)实验时保持气垫导轨的气流通畅,只有气轨喷气,才可将滑块放在气轨上面;实验完毕,先从气轨上取下滑块,再关气源,以避免划伤气轨。当堂检测　甲　　　　　　　　　　　　乙1.某同学安装如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。（1）此实验中，应当让重物做　　　　运动，　　　　（选填“需要”或“不需要”）测出重物的质量。（2）打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，该同学选取如图乙所示的一段纸带，对BD段进行研究。求得B点对应的速度vB=　　　　m/s（保留2位有效数字），若再求得D点对应的速度vD，测出重物下落的高度为hBD，则还应计算　　　 　与　　　　大小是否相等（填字母表达式）。（3）但该同学在上述实验过程中存在明显的问题。安装实验装置时存在的问题是：　 　　　；研究纸带时存在的问题是：　　 　　。自由落体不需要0.19 ghBD重物会落在桌面上B、D两点时间间隔过短 2 mm5.50m J3.3　5.45m JC 　甲　　　　　　　　　　　　　　乙　　　　　　　　　　　　　　丙 BC　2.40.580.6在误差允许的范围内，A、B组成的系统机械能守恒9.7 谢 谢！