第六講實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第六講實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律第六講實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1掌握實(shí)驗(yàn)的原理、操作過程和注意事項(xiàng)掌握實(shí)驗(yàn)的原理、操作過程和注意事項(xiàng)2會(huì)利用紙帶求物體的速度，從而計(jì)算物會(huì)利用紙帶求物體的速度，從而計(jì)算物體的動(dòng)能，并用來驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)中機(jī)械體的動(dòng)能，并用來驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒能守恒第1頁/共30頁第2頁/共30頁第3頁/共30頁鐵架臺(tái)鐵架臺(tái)(含鐵夾含鐵夾)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、毫米刻度尺、重物紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、毫米刻度尺、重物(帶紙帶夾帶紙帶夾)第4頁/共30頁1安裝置：安裝置：如圖所示，將檢查、如圖所示，將檢查、調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎

2、直固定在調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，接好電路鐵架臺(tái)上，接好電路2打紙帶：打紙帶：將紙帶的一端用夾子將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點(diǎn)固定在重物上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔用手提著紙帶使計(jì)時(shí)器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后方先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落下落更換紙帶重復(fù)做更換紙帶重復(fù)做35次實(shí)驗(yàn)次實(shí)驗(yàn)第5頁/共30頁第6頁/共30頁第7頁/共30頁第8頁/共30頁1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直：安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要：安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要豎直架穩(wěn)

3、，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)以豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)以減少摩擦阻力減少摩擦阻力2重物密度大重物密度大：重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小：重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料、密度大的材料3一先一后一先一后：應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后，再松開紙帶讓重物下落正常工作后，再松開紙帶讓重物下落第9頁/共30頁第10頁/共30頁第11頁/共30頁用閃光照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒用閃光照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律頻閃儀每片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律頻閃儀每隔隔0.05 s閃光一次，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為閃光一次

4、，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，該同學(xué)通過計(jì)算得到不實(shí)際距離，該同學(xué)通過計(jì)算得到不同時(shí)刻的速度如下表同時(shí)刻的速度如下表(當(dāng)?shù)刂亓铀佼?dāng)?shù)刂亓铀俣热《热?.8 m/s2，小球質(zhì)量，小球質(zhì)量m0.2 kg，計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)：第12頁/共30頁時(shí)刻時(shí)刻t2t3t4t5速度速度/(m/s)4.994.483.98(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t5時(shí)刻小球的速度時(shí)刻小球的速度v5_m/s；(2)從從t2到到t5時(shí)間內(nèi)，重力勢(shì)能增量時(shí)間內(nèi)，重力勢(shì)能增量Ep_J，動(dòng)能減少量，動(dòng)能減少量Ek_J；(3)在誤差允許的范圍內(nèi)，若在誤差允許的范圍內(nèi)，若Ep與與Ek近

5、似相等近似相等，從而驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律由上述計(jì)算得，從而驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律由上述計(jì)算得Ep_Ek(選填選填“”、“”或或“”)，造成這種結(jié)果的主要原因是，造成這種結(jié)果的主要原因是_第13頁/共30頁答案：答案：(3)存在空氣阻力存在空氣阻力第14頁/共30頁用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行驗(yàn)證用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行驗(yàn)證某實(shí)驗(yàn)小組在做某實(shí)驗(yàn)小組在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，提實(shí)驗(yàn)中，提出了如圖所示的甲、乙兩種方案：甲方案為用自由落出了如圖所示的甲、乙兩種方案：甲方案為用自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，乙方案為用小車在斜面上下滑進(jìn)行體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，乙方案為用小車在斜面上下滑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(1)組內(nèi)同學(xué)對(duì)兩

6、種方案進(jìn)行了深組內(nèi)同學(xué)對(duì)兩種方案進(jìn)行了深入的討論分析，最終確定了一個(gè)入的討論分析，最終確定了一個(gè)大家認(rèn)為誤差相對(duì)較小的方案，大家認(rèn)為誤差相對(duì)較小的方案，你認(rèn)為該小組選擇的方案是你認(rèn)為該小組選擇的方案是_，理由是，理由是_第15頁/共30頁(2)若該小組采用圖甲的裝置打出了一條紙帶如圖若該小組采用圖甲的裝置打出了一條紙帶如圖丙所示，相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為丙所示，相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02 s，請(qǐng)，請(qǐng)根據(jù)紙帶計(jì)算出根據(jù)紙帶計(jì)算出B點(diǎn)的速度大小點(diǎn)的速度大小_m/s.(結(jié)結(jié)果保留三位有效數(shù)字果保留三位有效數(shù)字)(3)該小組內(nèi)同學(xué)根據(jù)紙帶算出了相應(yīng)點(diǎn)的速度，該小組內(nèi)同學(xué)根據(jù)紙帶算出了相應(yīng)點(diǎn)的速度

7、，作出作出v2h圖線如圖所示，請(qǐng)根據(jù)圖線計(jì)算出當(dāng)圖線如圖所示，請(qǐng)根據(jù)圖線計(jì)算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊氐闹亓铀俣萭_m/s2.(結(jié)果保留兩位結(jié)果保留兩位有效數(shù)字有效數(shù)字)第16頁/共30頁第17頁/共30頁答案：答案：(1)圖甲；采用圖乙實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于圖甲；采用圖乙實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于小車與斜面間存在摩擦力的作用，且不能忽小車與斜面間存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小車在下滑的過程中機(jī)械能不守恒略，所以小車在下滑的過程中機(jī)械能不守恒，故圖乙不能用于驗(yàn)證機(jī)械能守恒，故圖乙不能用于驗(yàn)證機(jī)械能守恒第18頁/共30頁拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)用光電門和氣墊導(dǎo)用光電門和氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行驗(yàn)證軌進(jìn)行驗(yàn)證甲甲(2011海南卷海

8、南卷14)現(xiàn)要通過實(shí)現(xiàn)要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示：水平桌驗(yàn)裝置如圖甲所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼的砝碼相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；軌垂直；第19頁/共30頁導(dǎo)軌上的導(dǎo)軌上的B點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)量遮光片經(jīng)點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間過光電門時(shí)的擋光時(shí)間t.用用d表示表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底點(diǎn)

9、到導(dǎo)軌底端端C點(diǎn)的距離，點(diǎn)的距離，h表示表示A與與C的高度差，的高度差，b表示遮表示遮光片的寬度，光片的寬度，x表示表示A、B兩點(diǎn)間的距離，將遮兩點(diǎn)間的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度用時(shí)的瞬時(shí)速度用g表示重力加速度完成下列表示重力加速度完成下列填空和作圖：填空和作圖：第20頁/共30頁第21頁/共30頁(2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)同一點(diǎn)(A點(diǎn)點(diǎn))下滑，測(cè)量相應(yīng)的下滑，測(cè)量相應(yīng)的x與與t值結(jié)果值結(jié)果如下表所示：如下表所示：12345x(m)0.600 0.800 1.000 1.200 1.400t(ms)8.227.176.445.855.431/