實驗：驗證機械能守恒定律+高一下學期物理人教版（2019）必修二VIP

8.5實驗驗證機械能守恒定律溫故知新機械能守恒定律：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變。1.條件：僅有重力或彈力做功。2.表達形式：（1）初狀態(tài)的機械能等于末狀態(tài)的機械能(守恒表達)（2）勢能變化量等于動能變化量（轉(zhuǎn)化表達）需要選取零勢能面不需要選取零勢能面忽略空氣阻力忽略空氣阻力忽略摩擦阻力你會選擇哪一種方案？B驗證機械能守恒定律。二、實驗原理一、實驗目的在只有重力做功的自由落體運動中，物體的重力勢能和動能互相轉(zhuǎn)化，但總的機械能保持不變。若物體某時刻瞬時速度為v，下落高度為h，則其重力勢能的減少量為mgh，動能的增加量為，即mgh=hV課堂合作探究1.自由下落的物體只受到重力作用，滿足機械能守恒的條件。2.物體沿光滑斜面下滑時，雖然受到重力和斜面的支持力，但支持力與物體位移方向垂直，對物體不做功，這種情況也滿足機械能守恒的條件。3.用細線懸掛的小球擺動時，細線的拉力與小球的運動方向垂直，對小球不做功。如果忽略空氣阻力，這個過程中只有重力做功，也滿足機械能守恒的條件?！?/p>

以上幾種情況都可以用來驗證機械能守恒定律。知識點：實驗思路①用天平測量重物的質(zhì)量②按照如圖所示裝置安裝打點計時器③將紙帶穿過計時器，下端與重物相連④接通電源，待計時器工作穩(wěn)定后釋放紙帶⑤及時切斷電源，取下紙帶，標上紙帶號⑥更換紙帶，重復以上步驟⑦整理器材，使器材復位實驗步驟實驗原理分析v1v2h機械能守恒！若滿足：1.實驗原理(如圖1所示)通過實驗，求出做自由落體運動物體的_____

和對應過程動能的增加量，在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若二者相等，說明機械能守恒，從而驗證機械能守恒定律.2.實驗器材打點計時器、交變電源、紙帶、復寫紙、重物、

、鐵架臺(帶鐵夾)、導線.重力勢能的減少量圖1刻度尺實驗器材打點計時器、紙帶、復寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺（帶鐵夾）、學生電源等。夾子打點計時器紙帶重物？鐵架臺具體該如何操作呢？如何利用紙帶上的兩點驗證機械能守恒？驗證：計時器打下的第一個點作為起始點，適當大距離后選一個點作終點注意：必須保證紙帶上的第一個點跡清晰，且是放手時打下的第一個點。方法一vh7113我們可以選取7、13兩點，比較它們的機械能E7和E13,以點13為零勢能參考點，則有：EK7＋mgh＝EK13方法二如何利用紙帶上的兩點驗證機械能守恒？數(shù)據(jù)處理1.各點的瞬時速度2.驗證方法①利用0點和n點②沒有0點，則任取A、B兩點③做圖像 ,過零點且斜率為g不能用思考：先啟動打點計時器，再釋放紙帶的原因？思考：所有的圖像都“過零點且斜率為g”嗎？如何測物體的瞬時速度?v0tvAt2tvBvC想一想0hv

212gh=v

212該圖象的斜率表示什么？為什么圖象過原點？圖象法處理數(shù)據(jù)結(jié)論：若在誤差允許的范圍內(nèi)，圖象是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機械能守恒定律。方案：數(shù)據(jù)處理課堂合作探究知識點：數(shù)據(jù)分析

M

kgΔhm

vAm/s

vBm/s勢能減少量mgΔh(J)動能增加量ΔEK(J)1234通過本實驗，我們可以得到的結(jié)論是：實驗誤差范圍內(nèi)，

物

體

在

自由下落

過程中，機械能守恒。數(shù)據(jù)記錄表實驗結(jié)論注意事項1．為盡可能的滿足機械能守恒的條件，要求盡量減小各種阻力的影響，措施有：(1)安裝打點計時器時，必須使兩個限位孔的中線嚴格豎直，以減小紙帶所受阻力。(2)應選用質(zhì)量和密度較大的重物，可減小空氣阻力的影響。2．實驗中，提紙帶的手要保持不動，且保證紙帶豎直，先接通電源，再松開紙帶。3．驗證機械能守恒時，可以不測出重物質(zhì)量。4．測下落高度時，為減小測量值h的相對誤差，選取的各個計數(shù)點要離起始點適當遠一些，盡量用米尺一次性測量各點的下落高度。5．速度不能用vn＝gtn或vn＝計算，否則犯了用機械能守恒定律驗證機械能守恒定律的錯誤!本實驗可以從下列幾個方面進行創(chuàng)新1.速度測量方法的創(chuàng)新2.研究對象的創(chuàng)新從單個物體創(chuàng)新為兩個物體組成的系統(tǒng)，驗證系統(tǒng)在某一過程機械能守恒.3.實驗目的的創(chuàng)新由機械能守恒定律測量彈簧的彈性勢能，測重力加速度.從測量紙帶上各點速度→由光電門測速度由頻閃照片測速度由平拋運動測速度總結(jié)①實驗原理：勢能減小量=動能增加量或動能減小量=勢能增加量②實驗過程：打點計時器、光電門、頻閃照片測速度；其他方法測高度變化③數(shù)據(jù)分析：