《實驗：驗證機械能守恒定律》機械能守恒定律PPT優(yōu)秀課件
第一部分內容：學習目標
1.明確驗證機械能守恒定律的基本思路并能進行相關量的測量.
2.能正確進行實驗操作，分析實驗數(shù)據得出結論，能定性地分析產生誤差的原因.
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驗證機械能守恒定律PPT，第二部分內容：01明確原理 提煉方法
一、實驗思路
機械能守恒的前提是“只有___________做功”，因此研究過程一定要滿足這一條件.本節(jié)實驗我們以只有重力做功的過程進行研究.
二、物理量的測量及數(shù)據分析
只有重力做功時，只發(fā)生重力勢能和動能的轉化.
(1)要驗證的表達式：12mv22＋mgh2＝__________或：12mv22－12mv12＝__________.
(2)所需測量的物理量：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械能
1.實驗器材
鐵架臺(帶鐵夾)、________________、重物(帶夾子)、________、復寫紙(或墨粉盤)、導線、毫米刻度尺、交流電源.
2.實驗步驟
(1)安裝裝置：按圖1甲所示把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導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�？吭诖螯c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束的位置，測量兩位置之間的距離Δh及兩位置時的速度，代入表達式進行驗證.
3.數(shù)據處理
(1)計算各點對應的瞬時速度：如圖乙所示，根據公式vn＝hn＋1－h(huán)n－12T，計算出某一點的瞬時速度vn.
(2)機械能守恒定律的驗證
方法一：利用起始點和第n點.
選擇開始的兩點間距接近2 mm的一條紙帶，打的第一個點為起始點，如果在實驗誤差允許范圍內mghn＝12mvn2，則機械能守恒定律得到驗證.
方法二：任取兩點A、B.
如果在實驗誤差允許范圍內mghAB＝12mvB2－12mvA2，則機械守恒定律得到驗證.
方法三：圖像法(如圖2所示).
若在實驗誤差允許范圍內圖線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.
4.誤差分析
本實驗的誤差主要是由紙帶測量產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____________引起的系統(tǒng)誤差.
5.實驗注意事項
(1)打點計時器安裝時，要使兩限位孔的中線在同一______線上，以減小摩擦阻力.
(2)應選用質量和密度較______的重物. ______密度可以減小體積，可使空氣阻力的影響相對減小.
(3)實驗時，應先接通電源，讓打點計時器正常工作后再松開紙帶讓重物下落.
(4)本實驗中的幾種驗證方法均______(填“需要”或“不需要”)測重物的質量m.
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驗證機械能守恒定律PPT，第三部分內容：02精析典題 提升能力
一、研究自由下落物體的機械能
例1 (2018·雙峰一中高一下學期期末)某同學用如圖4甲所示裝置“驗證機械能守恒定律”時，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)五個點A、B、C、D、E，測出A點距起點O的距離為s0＝19.00 cm，點A、C間的距離為s1＝8.36 cm，點C、E間的距離為s2＝9.88 cm，g取9.8 m/s2，測得重物的質量為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計時器
D.實驗時，先放開紙帶，再接通打點計時器的電源
E.數(shù)據處理時，應選擇紙帶上距離較近的兩點作為初、末位置
(2)選取O、C兩點為初、末位置驗證機械能守恒定律，重物減少的重力勢能是_____J，打下C點時重物的速度大小是_____ m/s.(結果均保留三位有效數(shù)字)
(3)根據紙帶算出打下各點時重物的速度v，量出下落距離s，則以 為縱坐標、s為橫坐標畫出的圖像應是下列選項中的________.
二、研究沿斜面下滑物體的機械能
例2 現(xiàn)利用如圖5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位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出.讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10－2 s、2.00×10－2 s.已知滑塊質量為2.00 kg，滑塊沿斜面方向的長度為5.00 cm，光電門1和2之間的距離為0.54 m，g取9.80 m/s2，取滑塊經過光電門時的速度為其平均速度.(結果均保留三位有效數(shù)字)
(1)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.
(2)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.
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驗證機械能守恒定律PPT，第四部分內容：03隨堂演練 逐點落實
1.如圖8為“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置示意圖.現(xiàn)有的器材為：帶夾子的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶夾子的重錘.回答下列問題：
(1)為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有_____.
(填入正確選項前的字母)
A.米尺
B.秒表
C.低壓直流電源
D.低壓交流電源
(2)實驗中產生誤差的原因有：①紙帶和打點計時器之間有摩擦.②用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差.③計算勢能變化時，選取的始、末位置過近.④存在空氣阻力(任選其二)
(寫出兩個原因即可).
(3)實驗中由于打點計時器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶通過時受到較大阻力，這樣將造成________.
2.(2018·貴陽市高一下學期期末)某同學用圖9(a)所示的實驗裝置“驗證機械能守恒定律”，圖(b)是用6 V、50 Hz的打點計時器打出的一條紙帶，O點為重錘下落的起點，選取的計數(shù)點A、B、C、D到O點的距離在圖中已標出，重力加速度g取9.8 m/s2，重錘的質量為1 kg.(計算結果均保留兩位有效數(shù)字)
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