《实验：验证机械能守恒定律》课件.ppt

第七章第七章 机械能机械能一一.实验目的：验证机械能守恒实验目的：验证机械能守恒定律定律铁架台铁架台二、实验原理二、实验原理研究在自由落体运动中：研究在自由落体运动中：kpEE？OABCDhv方案方案1：从起点开始计算：从起点开始计算21? 2mvmgh方案方案2：从一般位置开始计算：从一般位置开始计算h2v1v2221? 1122mvmvmgh-三三、实验器材、实验器材器材器材备注备注 器材器材备注备注铁架台铁架台重锤（木质）重锤（木质）电火花计时电火花计时器器重锤（金属）重锤（金属）复写纸片复写纸片纸带纸带天平天平mm刻度尺刻度尺秒表秒表cm刻度尺刻度尺四、实验装置、步骤四、实验装置、步骤1 1、组装实验装置、组装实验装置2 2、释放重锤记录运动情况、释放重锤记录运动情况3 3、选择纸带、选点并测量、选择纸带、选点并测量4 4、计算、计算v vn n及对应动能及对应动能5 5、比较、比较 是否相等是否相等212nnm vm gh和链接链接2 2五、实验注意事项五、实验注意事项1 1、安装要竖直、安装要竖直2 2、先通电再释放、先通电再释放3 3、先断电再取纸带、先断电再取纸带4 4、计数点距起点远一些、计数点距起点远一些5 5、注意刻度尺读数规则、注意刻度尺读数规则链接链接1 1链接链接2 21、该实验中选取被打点纸带应注意：如果、该实验中选取被打点纸带应注意：如果 第一点第一点O为计时起点，为计时起点，O点的速度应为零。点的速度应为零。 怎样判别呢？怎样判别呢？2、如何测量瞬时速度、如何测量瞬时速度3、是否需要测量重物的质量？、是否需要测量重物的质量？ 重物是否可以随意选择？重物是否可以随意选择？4、在架设打点计时器时应注意什么？为什么？、在架设打点计时器时应注意什么？为什么？思考题：思考题：1 22xmm212mvghm打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，尽量减少摩擦阻力同一竖直平面内，尽量减少摩擦阻力2xvvT中时密度大，体积小的材料密度大，体积小的材料(1)(1)由于测量长度带来的误差属偶然由于测量长度带来的误差属偶然误差，减小的办法一是测距离时都从误差，减小的办法一是测距离时都从起点起点O O量起，二是多测几次取平均值。量起，二是多测几次取平均值。 (2)(2)实际上重物和纸带下落过程中要实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力克服阻力( (主要是打点计时器的阻力主要是打点计时器的阻力) )做功，故动能的增加量做功，故动能的增加量EEK K必定稍小必定稍小于势能的减少量于势能的减少量EEP P，这是属于系统，这是属于系统误差。误差。1 1、 在在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中，的实验中，下面叙述正确的是下面叙述正确的是 A A应用天平称出重物的质量应用天平称出重物的质量 。B B应当选用点迹清晰，第一、二两点距应当选用点迹清晰，第一、二两点距离约离约2mm2mm的纸带进行测量。的纸带进行测量。 C C操作时应先放纸带，后接通电源操作时应先放纸带，后接通电源 。D D打点计时器应接在电压为打点计时器应接在电压为4 46V6V的直流的直流电源上电源上 。B B2 2、在验证重锤自由下落过程中机械能守恒的实、在验证重锤自由下落过程中机械能守恒的实验中，下列说法正确的是验中，下列说法正确的是 A A实验时，应先接通打点计时器，等打点稳定实验时，应先接通打点计时器，等打点稳定后再释放纸带后再释放纸带B B必须用天平称量所用重锤的质量必须用天平称量所用重锤的质量C C为了方便，应在打下的纸带上每为了方便，应在打下的纸带上每5 5个点取一个个点取一个计数点进行测量和计算计数点进行测量和计算D D本实验的系统误差，总是使重力势能的减少本实验的系统误差，总是使重力势能的减少量大于动能的增加量量大于动能的增加量 ADAD3 3、在、在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中：的实验中：需直接测量的物理是需直接测量的物理是_ _ ；间接测量的物理量是间接测量的物理量是_。重锤下落的高度重锤下落的高度h h重锤运动的速度重锤运动的速度V V5 5、在、在验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律的实验中，的实验中，打点计时器所接交流电频率为打点计时器所接交流电频率为50Hz50Hz，当地，当地重力加速度重力加速度g g9.80m/s9.80m/s2 2。实验选用重锤质。实验选用重锤质量为量为m(kg)m(kg)，从所打纸带中选择一条合适，从所打纸带中选择一条合适的纸带，此纸带第的纸带，此纸带第1 1、2 2点间的距离应接点间的距离应接近近 。纸带上连续的点。纸带上连续的点A A、B B、C C、D D至第至第1 1点点O O的距离如图所示，则重锤从的距离如图所示，则重锤从O O运运动到动到C C，重力势能减少，重力势能减少_J_J，重锤，重锤经过经过C C时的速度为时的速度为 m/sm/s，其动能，其动能增加增加 J J。OABCDcm43.049.656.162.82mm5.50m 3.30 5.45m4 4、在、在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中，要验的实验中，要验证重锤下落时重力势能的减少等于它动能的增加，证重锤下落时重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有余的或错误的有( ) ( ) A A用天平称出重锤的质量用天平称出重锤的质量B B把电火花计时器固定到铁架台上，并用导线把电火花计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来把它和低压交流电源连接起来C C把纸带的一端固定到重锤上，另一端穿过电把纸带的一端固定到重锤上，另一端穿过电火花计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度火花计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度D D接通电源，释放纸带接通电源，释放纸带E E用秒表测出重锤下落的时间用秒表测出重锤下落的时间ABEABE5.5.利用自由落体运动做验证机械能守利用自由落体运动做验证机械能守恒定律的实验时：恒定律的实验时：(1)(1)有下列器材可供选择：有下列器材可供选择：铁架台；铁架台；打点计时器；打点计时器；复写纸；复写纸；纸带；纸带；低压直流电源；低压直流电源；天平；天平；秒表；秒表；导线导线. .其中实验中不必要的器材是其中实验中不必要的器材是( (填序号填序号) )；缺少的器材是；缺少的器材是6.6.若已知打点计时器的电源频率为若已知打点计时器的电源频率为50Hz50Hz，当地的，当地的重力加速度重力加速度g=9.80m/sg=9.80m/s2 2, ,重物质量为重物质量为m.m.实验中得到实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中一条点迹清晰的纸带如图所示，其中0 0为第一个点，为第一个点，A A、B B、C C为另外为另外3 3个连续点，根据图中的数据，可个连续点，根据图中的数据，可知重物由知重物由0 0点运动到点运动到B B点，重力势能少量点，重力势能少量EpEp= =J;J;动能增加量动能增加量EkEk= =J;J;这样验证的系统这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量误差总是使重力势能的减少量_动能的增加动能的增加量，。产生误差的主要原因是量，。产生误差的主要原因是. .研究平抛物体的运研究平抛物体的运动动三、实验器材三、实验器材斜槽、坐标纸、木板、图钉、有孔斜槽、坐标纸、木板、图钉、有孔的卡片、小球、刻度尺、铅笔、重的卡片、小球、刻度尺、铅笔、重垂线。垂线。1 1平抛物体的运动规律可以概括为两点：平抛物体的运动规律可以概括为两点： 水平方向做匀速运动；水平方向做匀速运动； 竖直方竖直方向做自由落体运动为了研究平抛物体向做自由落体运动为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，用小锤打击弹性金属片， A A 球就水平球就水平飞出，同时飞出，同时 B B球被松开做自由落体运动，球被松开做自由落体运动，改变小锤的打击力度，两球总能同时落改变小锤的打击力度，两球总能同时落到地面，这个实验到地面，这个实验 （ ）A A 只能说明上述规律中的第只能说明上述规律中的第 条条 B B 只能说明上述规律中的第只能说明上述规律中的第 条条C C 不能说明上述规律中的任何一条不能说明上述规律中的任何一条 D D 能同时说明上述两条规律能同时说明上述两条规律练习练习： （1）在做）在做“研究平衡运动研究平衡运动”实验中应实验中应采取下列哪些措施减小误差？（采取下列哪些措施减小误差？（ ） A斜槽轨道必须光滑斜槽轨道必须光滑 B斜槽水平轨道必须水平斜槽水平轨道必须水平 C每次要平衡摩擦力每次要平衡摩擦力 D小球每次应从斜槽同一高度释放小球每次应从斜槽同一高度释放BD （2）图为平抛球）图为平抛球闪光照片，闪光频闪光照片，闪光频率为每秒率为每秒20次，则次，则由照片求出球的初由照片求出球的初速度为（速度为（ ） A0.75m/s B1.00m/s C1.50m/s D0.38m/sA