《實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》機(jī)械能守恒定律PPT優(yōu)秀課件
第一部分內(nèi)容：學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.明確驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的基本思路并能進(jìn)行相關(guān)量的測(cè)量.
2.能正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論，能定性地分析產(chǎn)生誤差的原因.
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驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律PPT，第二部分內(nèi)容：01明確原理 提煉方法
一、實(shí)驗(yàn)思路
機(jī)械能守恒的前提是“只有___________做功”，因此研究過程一定要滿足這一條件.本節(jié)實(shí)驗(yàn)我們以只有重力做功的過程進(jìn)行研究.
二、物理量的測(cè)量及數(shù)據(jù)分析
只有重力做功時(shí)，只發(fā)生重力勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化.
(1)要驗(yàn)證的表達(dá)式：12mv22＋mgh2＝__________或：12mv22－12mv12＝__________.
(2)所需測(cè)量的物理量：物體所處兩位置之間的________，及物體的________.
三、參考案例
案例1 研究自由下落物體的機(jī)械能
1.實(shí)驗(yàn)器材
鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、________________、重物(帶夾子)、________、復(fù)寫紙(或墨粉盤)、導(dǎo)線、毫米刻度尺、交流電源.
2.實(shí)驗(yàn)步驟
(1)安裝裝置：按圖1甲所示把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手豎直提起紙帶使重物�？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)的紙帶.
(3)選紙帶并測(cè)量：選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，確定要研究的開始和結(jié)束的位置，測(cè)量?jī)晌恢弥g的距離Δh及兩位置時(shí)的速度，代入表達(dá)式進(jìn)行驗(yàn)證.
3.數(shù)據(jù)處理
(1)計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度：如圖乙所示，根據(jù)公式vn＝hn＋1－h(huán)n－12T，計(jì)算出某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度vn.
(2)機(jī)械能守恒定律的驗(yàn)證
方法一：利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn).
選擇開始的兩點(diǎn)間距接近2 mm的一條紙帶，打的第一個(gè)點(diǎn)為起始點(diǎn)，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)mghn＝12mvn2，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證.
方法二：任取兩點(diǎn)A、B.
如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)mghAB＝12mvB2－12mvA2，則機(jī)械守恒定律得到驗(yàn)證.
方法三：圖像法(如圖2所示).
若在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)圖線是一條過原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.
4.誤差分析
本實(shí)驗(yàn)的誤差主要是由紙帶測(cè)量產(chǎn)生的偶然誤差以及重物和紙帶運(yùn)動(dòng)中的空氣阻力及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的____________引起的系統(tǒng)誤差.
5.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)，要使兩限位孔的中線在同一______線上，以減小摩擦阻力.
(2)應(yīng)選用質(zhì)量和密度較______的重物. ______密度可以減小體積，可使空氣阻力的影響相對(duì)減小.
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，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.
(4)本實(shí)驗(yàn)中的幾種驗(yàn)證方法均______(填“需要”或“不需要”)測(cè)重物的質(zhì)量m.
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驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律PPT，第三部分內(nèi)容：02精析典題 提升能力
一、研究自由下落物體的機(jī)械能
例1 (2018·雙峰一中高一下學(xué)期期末)某同學(xué)用如圖4甲所示裝置“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”時(shí)，所用交流電源的頻率為50 Hz，得到如圖乙所示的紙帶.選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起點(diǎn)O的距離為s0＝19.00 cm，點(diǎn)A、C間的距離為s1＝8.36 cm，點(diǎn)C、E間的距離為s2＝9.88 cm，g取9.8 m/s2，測(cè)得重物的質(zhì)量為m＝1 kg.
(1)下列做法正確的有________.
A.必須要稱出重物和夾子的質(zhì)量
B.圖中兩限位孔必須在同一豎直線上
C.將連著重物的紙帶穿過限位孔，用手提住，且讓手盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
D.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開紙帶，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
E.數(shù)據(jù)處理時(shí)，應(yīng)選擇紙帶上距離較近的兩點(diǎn)作為初、末位置
(2)選取O、C兩點(diǎn)為初、末位置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，重物減少的重力勢(shì)能是_____J，打下C點(diǎn)時(shí)重物的速度大小是_____ m/s.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
(3)根據(jù)紙帶算出打下各點(diǎn)時(shí)重物的速度v，量出下落距離s，則以 為縱坐標(biāo)、s為橫坐標(biāo)畫出的圖像應(yīng)是下列選項(xiàng)中的________.
二、研究沿斜面下滑物體的機(jī)械能
例2 現(xiàn)利用如圖5所示裝置“驗(yàn)證機(jī)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(gè)光電門，與它們連接的光電計(jì)時(shí)器都沒有畫出.讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5.00×10－2 s、2.00×10－2 s.已知滑塊質(zhì)量為2.00 kg，滑塊沿斜面方向的長(zhǎng)度為5.00 cm，光電門1和2之間的距離為0.54 m，g取9.80 m/s2，取滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度為其平均速度.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
(1)滑塊通過光電門1時(shí)的速度v1＝________ m/s，通過光電門2時(shí)的速度v2＝______ m/s.
(2)滑塊通過光電門1、2之間的動(dòng)能增加量為______ J，重力勢(shì)能的減少量為________ J.
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驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律PPT，第四部分內(nèi)容：03隨堂演練 逐點(diǎn)落實(shí)
1.如圖8為“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.現(xiàn)有的器材為：帶夾子的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶夾子的重錘.回答下列問題：
(1)為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要的器材有_____.
(填入正確選項(xiàng)前的字母)
A.米尺
B.秒表
C.低壓直流電源
D.低壓交流電源
(2)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的原因有：①紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦.②用米尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)的位置時(shí)讀數(shù)有誤差.③計(jì)算勢(shì)能變化時(shí)，選取的始、末位置過近.④存在空氣阻力(任選其二)
(寫出兩個(gè)原因即可).
(3)實(shí)驗(yàn)中由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶通過時(shí)受到較大阻力，這樣將造成________.
2.(2018·貴陽市高一下學(xué)期期末)某同學(xué)用圖9(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，圖(b)是用6 V、50 Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，O點(diǎn)為重錘下落的起點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D到O點(diǎn)的距離在圖中已標(biāo)出，重力加速度g取9.8 m/s2，重錘的質(zhì)量為1 kg.(計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
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