【物理】實驗：驗證機械能守恒定律課件 2024-2025學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

8.5實驗：驗證機械能守恒定律1.機械能守恒的條件和內(nèi)容是什么？2.對于一個物體或系統(tǒng)，機械能守恒的表達式是什么？復(fù)習(xí)與回顧1.內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變。2.條件：（1）系統(tǒng)內(nèi)只有重力（或彈力）做功；

（2）只發(fā)生動能和勢能間的相互轉(zhuǎn)化。3.表達式：

①E2=E1

EP2+EK2=EP1+EK1

②

E減＝E增一、實驗原理鐵架臺(帶鐵夾)、打點計時器、重物(帶夾子)、紙帶、復(fù)寫紙(或墨粉紙盤)、導(dǎo)線、刻度尺、交流電源．二、實驗器材1.安裝裝置：按圖甲所示把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導(dǎo)線把打點計時器與電源連接好．2.打紙帶：在紙帶的一端把重物用夾子固定好，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手豎直提起紙帶使重物停靠在打點計時器附近．先接通電源后釋放紙帶，讓重物拉著紙帶自由下落．重復(fù)幾次，得到3～5條打好點的紙帶．3.選紙帶并測量：選擇一條點跡清晰的紙帶，確定要研究的開始和結(jié)束的位置，測量并計算出兩位置之間的距離Δh及在兩位置時紙帶的速度，代入表達式進行驗證．三、實驗步驟

四、數(shù)據(jù)處理

四、數(shù)據(jù)處理(2)驗證方法方法三：圖像法(如圖所示)．若在實驗誤差允許范圍內(nèi)圖線是一條過原點且斜率為g的直線，則機械能守恒定律得到驗證．四、數(shù)據(jù)處理本實驗的誤差主要是測量紙帶產(chǎn)生的偶然誤差以及重物和紙帶運動中的空氣阻力及打點計時器的摩擦阻力引起的系統(tǒng)誤差．五、誤差分析

六、注意事項七、實驗過程

典型例題：典型例題：例1.2如圖乙是該實驗小組打出的一條點跡清晰的紙帶，紙帶上的O點是起始點，選取紙帶上連續(xù)的點A、B、C、D、E、F作為計時點，并測出各計時點到O點的距離依次為27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm.已知打點計時器所用的電源是50Hz的交流電，重物的質(zhì)量為0.5kg，則從計時器打下點O到打下點D的過程中，(重力加速度g取9.8m/s2，計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)重物減少的重力勢能ΔEp＝________J；重物增加的動能ΔEk＝________J，兩者不完全相等的原因可能是_____________．典型例題：例1.3實驗小組的同學(xué)又正確計算出圖乙中打下計時點A、B、C、D、E、F各點的瞬時速度v，以各計時點到A點的距離h′為橫軸，v2為縱軸作出圖像，如圖丙所示，根據(jù)作出的圖像，能粗略驗證自由下落的物體機械能守恒的依據(jù)是__________________．典型例題：例2.1現(xiàn)利用如圖所示裝置“驗證機械能守恒定律”．圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為30°，1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個光電門，與它們連接的數(shù)字計時器都沒有畫出．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的數(shù)字計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10－2s、2.00×10－2s．已知滑塊質(zhì)量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的長度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.54m，g取9.80m/s2，取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度．(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)滑塊通過光電門1時的速度v1＝______m/s，通過光電門2時的速度v2＝________m/s.典型例題：例2.2現(xiàn)利用如圖所示裝置“驗證機械能守恒定律”．圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為30°，1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個光電門，與它們連接的數(shù)字計時器都沒有畫出．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的數(shù)字計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10－2s、2.00×10－2s．已知滑塊質(zhì)量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的長度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.54m，g取9.80m/s2，取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度．(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為______J，重力勢能的減少量為________J.典型例題：例2.3現(xiàn)利用如圖所示裝置“驗證機械能守恒定律”．圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為30°，1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個光電門，與它們連接的數(shù)字計時器都沒有畫出．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的數(shù)字計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10－2s、2.00×10－2s．已知滑塊質(zhì)量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的長度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.54m，g取9.80m/s2，取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度．(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)實驗可以得出的結(jié)論：_______________________.典型例題：例3.1用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，物塊2從高處由靜止開始下落，物塊1上拖著的紙帶打出了一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶，其中0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點(圖中未標(biāo)出)，計數(shù)點間的距離如圖乙所示．已知物塊1、2的質(zhì)量分別為m1＝50g、m2＝150g．(電源頻率為50Hz，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v5＝____m/s.典型例題：例3.2用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，物塊2從高處由靜止開始下落，物塊1上拖著的紙帶打出了一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶，其中0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點(圖中未標(biāo)出)，計數(shù)點間的距離如圖乙所示．已知物塊1、2的質(zhì)量分別為m1＝50g、m2＝150g．(電源頻率為50Hz，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(2)在打點0～5過程中，系統(tǒng)動能的增加量ΔEk＝____J，系統(tǒng)重力勢能的減少量ΔEp＝____J．(g取10m/s2)典型例題：例3.3用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，物塊2從高處由靜止開始下落，物塊1上拖著的紙帶打出了一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶，其中0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個