實驗：驗證機械能守恒定律

1、http:/第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律第九節(jié)第九節(jié) 實驗：驗證機械能守恒定律實驗：驗證機械能守恒定律本實驗借助的物理現(xiàn)象是：本實驗借助的物理現(xiàn)象是：自由落體運動自由落體運動請同學們完成以下填空：請同學們完成以下填空：物體做自由落體運動，只有物體做自由落體運動，只有_ 做功，物體的做功，物體的 _與與_ 相互轉(zhuǎn)化，但總的機械能不變。相互轉(zhuǎn)化，但總的機械能不變。若物體的某一時刻的瞬時速度是若物體的某一時刻的瞬時速度是v，下落高度是，下落高度是h,則有則有_21mgh2mvhv請同學們閱讀教材請同學們閱讀教材“實驗方法實驗方法”部部分并回答以下問題分并回答以下問題1、本實驗需要哪些器

2、材？、本實驗需要哪些器材？2、簡述實驗步驟、簡述實驗步驟3、本實驗要不要測物體的質(zhì)量？、本實驗要不要測物體的質(zhì)量？4、討論課文中、討論課文中“紙帶上某兩點紙帶上某兩點”如何選?。咳绾芜x取？5、重物的速度如何測量？、重物的速度如何測量？1、本實驗需要哪些器材？、本實驗需要哪些器材？ 電火花計時器電火花計時器 重物重物 紙帶紙帶 鐵架臺（帶鐵夾）鐵架臺（帶鐵夾） 刻度尺刻度尺2、簡述實驗步驟、簡述實驗步驟 按照課本所示裝置安裝打點計時器按照課本所示裝置安裝打點計時器 將紙帶穿過計時器，下端與重物相連將紙帶穿過計時器，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，重復以上步驟更

3、換紙帶，重復以上步驟 選擇紙帶，處理數(shù)據(jù)選擇紙帶，處理數(shù)據(jù)3、本實驗要不要測物體的質(zhì)量？、本實驗要不要測物體的質(zhì)量？只證明如果實驗要求計算勢能和動能的具體數(shù)據(jù)，如果實驗要求計算勢能和動能的具體數(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：用天平測物體的質(zhì)量）（即：用天平測物體的質(zhì)量）4、討論課文中、討論課文中“紙帶上紙帶上某兩點某兩點的距離等的距離等于重物于重物”中的中的“某兩點某兩點”如何選?。咳绾芜x??？21mgh2mvhv我們驗證我們驗證：需要從起始點開始算起，如右圖：需要從起始點開始算起，如右圖：實際上我們完全可以回避起始點的實際上我們完全可以回避起始點的7113我們可以選取我

4、們可以選取7、13兩點，比較它們的機械能兩點，比較它們的機械能E7和和E13,以點以點13為為0勢能參考點，則有：勢能參考點，則有： EK7mghEK13我們分別回答以上問題我們分別回答以上問題5、重物的速度如何測量？、重物的速度如何測量？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出，這樣也就知道了它在各點紙帶測出，這樣也就知道了它在各點的瞬時速度，從而得到它在各點的動的瞬時速度，從而得到它在各點的動能。比較重物在某兩點的動能與勢能能。比較重物在某兩點的動能與勢能之和，就能驗證機械能是否守恒。之和，就能驗證機械能是否守恒。利用勻變速直線運動的規(guī)律利用勻變速直線運動的

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 的瞬時速度。的瞬時速度。BACvv請同學們獨立推導此表達式請同學們獨立推導此表達式利用勻變速直線運動的規(guī)律利用勻變速直線運動的規(guī)律如圖如圖A、B、C是紙帶上相是紙帶上相鄰的三個點，紙帶以加速鄰的三個點，紙帶以加速度度a做勻加速運動，所以做勻加速運動，所以A、C兩點的距離可以表示為：兩點的距離可以表示為：a2ACAxvvtt21(2 )(2 )2AxvtatBAvvatBACvv結(jié)合結(jié)合v-t圖象了解圖象了解瞬時速度和時間中瞬時速度和時間中點的平均速度相等點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動的規(guī)律利用勻變速直線運動的規(guī)律

6、計算物體的速度，可有三種方法計算物體的速度，可有三種方法12nnvgh、2nnvgt、1132nnnhhvT、第第1種方法種方法是根據(jù)機械能守恒是根據(jù)機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證機械能守恒定律，所以是驗證機械能守恒定律，所以不能用不能用第第2種方法種方法認為加速度為認為加速度為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，所以實際加速度必將小于以實際加速度必將小于g，這，這樣將得到機械能增加的結(jié)論，樣將得到機械能增加的結(jié)論，有阻力作用機械能應(yīng)該是減少有阻力作用機械能應(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、安裝打點計時器時，、安裝打點計時器時，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，空氣阻力相對減小。空氣阻力相對減小。以哪兩個點作為始末位置最為合適？以哪兩個點作為始末位置最為合適？實驗用的紙帶一般小于實驗用的紙帶一般小于1m，從，從起始點開始大約能打出起始點開始大約能打出20個點個點左右。末位置的點可選擇倒數(shù)左右。末位置的點可選擇倒數(shù)第一個點或倒數(shù)第二個點，從第一個點或倒數(shù)第二個點，從這一個點向前數(shù)這一個點向前數(shù)46個點當初個點當初位置的

8、點，可以減小這兩個點位置的點，可以減小這兩個點的瞬時速度以及兩點之間距離的瞬時速度以及兩點之間距離（高度（高度h）測量的誤差。）測量的誤差。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，實驗的動能增加量必定稍小于實驗的動能增加量必定稍小于重力勢能減少量重力勢能減少量可以多次測量。可以多次測量。實驗報告的主要內(nèi)容實驗報告的主要內(nèi)容1、為進行、為進行“驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律”的實驗，有下的實驗，有下列器材可供選用：鐵架臺，打點計時器，復寫紙，列器材可供選用：鐵架臺，打點計時器，復寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導線，電鍵，天平。紙帶，秒表，低壓直流電源，導線，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、刻度尺通過原點的直線、通過原點的直線、g.2、在驗證機械能守恒定律時，如果以、在驗證機械能守恒定律時，如果以v22為為縱軸，以縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是應(yīng)是 ，才能驗證機械能守恒定律，其斜，才能驗證機械能守恒定律，其斜率等于率等于 的數(shù)值。的數(shù)值。一、實驗方法一、實驗