79实验验证机械能守恒定律课件人教版必修2

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1、第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理*理解实验原理，实验思路和方法理解实验原理，实验思路和方法*验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理用细绳把铁锁吊在高处，并把铁锁拉到鼻子尖前释放，用细绳把铁锁吊在高处，并把铁锁拉到鼻子尖前释放，保持头的位置不动，铁锁摆回来时，会打着鼻子吗？试试保持头的位置不动，铁锁摆回来时，会打着鼻子吗？试试看，并解释为什么看，并解释为什么第第7章章 机械能守恒定律

2、机械能守恒定律人教版物理第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理1在这个实验里，我们来验证机械能守恒定律：在重在这个实验里，我们来验证机械能守恒定律：在重力作用下，物体的力作用下，物体的_和和_可以互相转化，但总可以互相转化，但总的的_守恒守恒2某点瞬时速度的计算方法：匀变速直线运动中某段某点瞬时速度的计算方法：匀变速直线运动中某段时间内的时间内的_速度等于速度等于_3在本实验中，重物拖着纸带一起运动，重物在本实验中，重物拖着纸带一起运动，重物(连纸带连纸带)除受重力外，还会受到一些阻力重物会受到哪些阻力？除受重力外，还会受到一些阻力重物会受到哪些阻力？怎样尽量减少这些阻力对实验的影

3、响？怎样尽量减少这些阻力对实验的影响？答：答：_第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理答案：答案：1.重力势能；动能；机械能重力势能；动能；机械能2平均；这段时间中间时刻的瞬时速度平均；这段时间中间时刻的瞬时速度3重物重物(连纸带连纸带)会受到空气阻力和纸带与打点计时器会受到空气阻力和纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦阻力；为减小空气阻力，应选取质量大、限位孔之间的摩擦阻力；为减小空气阻力，应选取质量大、体积小的重物为减小限位孔对纸带的摩擦阻力，应将打体积小的重物为减小限位孔对纸带的摩擦阻力，应将打点计时器竖直架稳，释放纸带时手要持纸带上端点计时器竖直架稳，释放纸带时手要持纸带上端第

4、第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒利用打点计时器动能可以互相转化，但总的机械能守恒利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度在纸带上记录下物体自由下落的高度h并计算出瞬时速度并计算出瞬时速度v，从而验证物体在自由下落过程中，重力势能的减少量从而验证物体在自由下落过程中，重力势能的减少量EPmgh与物体动能的增加量与物体

5、动能的增加量EKmv2/2相等相等测定某点瞬时速度的方法是：物体做匀变速直线运动，测定某点瞬时速度的方法是：物体做匀变速直线运动，在某时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度在某时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度.第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理铁架台铁架台(带铁夹带铁夹)、电火花计时器或打点计时器；重锤、电火花计时器或打点计时器；重锤(带纸带夹带纸带夹)；纸带；纸带(数条数条)、复写纸片、导线、毫米刻度尺、复写纸片、导线、毫米刻度尺、低压交流电源低压交流电源注意：重锤应选体积较小、质量较大者，以减少空气注意：重锤应选体积较小、质量较大者，以减少空气阻力的影响又因无需测其质

6、量，所以本实验不用天平阻力的影响又因无需测其质量，所以本实验不用天平第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理在做在做“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”实验时，以下说法正确实验时，以下说法正确的是的是()A选用重锤时，重的比轻的好选用重锤时，重的比轻的好B选用重锤时，密度大的比密度小的好选用重锤时，密度大的比密度小的好C选用重锤后要称质量选用重锤后要称质量D重锤所受重力要远大于它所受的空气阻力和打点计重锤所受重力要远大于它所受的空气阻力和打点计时器对纸带的阻力时器对纸带的阻力答案：答案：ABD第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理按图按图(甲甲)装置竖直架稳打点计时器

7、，并用导线将打点装置竖直架稳打点计时器，并用导线将打点计时器接在计时器接在46V交流电源上交流电源上将长约将长约1m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方地方接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点在纸带上打下一系列的点第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理换几条纸带，重复上面的实验换几条纸带，重复上面的实验第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理在取下的纸带中挑选第

8、一、二两点间距离接近在取下的纸带中挑选第一、二两点间距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量先记下第一点且点迹清晰的纸带进行测量先记下第一点0的位置，再任的位置，再任意取五个点意取五个点1,2,3,4,5，用刻度尺测出距，用刻度尺测出距0点的相应距离，如图点的相应距离，如图(乙乙)所示所示计算出各点对应的瞬时速度计算出各点对应的瞬时速度v1，v2，v3，.计算各点对应的势能减少量计算各点对应的势能减少量mghn并和动能增加量并和动能增加量mvn2/2进行比较进行比较.第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(1)应尽可能控制实验条件，即应满足机械能守恒的条应尽可能控制实验条件，即应满足

9、机械能守恒的条件，这就要尽量减少各种阻力，采取的措施有：件，这就要尽量减少各种阻力，采取的措施有：铁架台应竖直安装，可使纸带所受阻力减小铁架台应竖直安装，可使纸带所受阻力减小应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小减小第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(2)应先接通电源让打点计时器开始打点，再放开纸带应先接通电源让打点计时器开始打点，再放开纸带让重锤下落让重锤下落(3)选取纸带的原则是：选取纸带的原则是：点迹清晰点迹清晰所打点呈

10、一条直线所打点呈一条直线第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理由于测量长度带来的误差属偶然误差，减小办法：由于测量长度带来的误差属偶然误差，减小办法：一是测距离时都应从一是测距离时都应从0点量起，二是多测几次取平均值点量起，二是多测几次取平均值实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打主要是打点计时器的阻力点计时器的阻力)做功，故动能的增加量做功，故动能的增加量EK必定稍小于势必定稍小于势能的减小量能的减小量EP，这属于系统误差，这属于系统误差第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理

11、第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理 在在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中，下面列出一的实验中，下面列出一些实验步骤：些实验步骤：A用天平称出重物和夹子的重量用天平称出重物和夹子的重量B把重物系在夹子上把重物系在夹子上C将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系住将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计时器静重物的夹子，再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计时器静止止D把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出电压调至电压调至6V(电源不接通电源不接通)第第7章章 机械能守恒定

12、律机械能守恒定律人教版物理E把打点计时器固定在桌边的铁架台上，使两个限位把打点计时器固定在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上孔在同一竖直线上F在纸带上选取几个点，进行测量和记录数据在纸带上选取几个点，进行测量和记录数据G用秒表测出重物下落时间用秒表测出重物下落时间H接通电源，待计时器响声稳定后释放纸带接通电源，待计时器响声稳定后释放纸带I切断电源切断电源J更换纸带，重新进行两次更换纸带，重新进行两次K在三条纸带中选出较好的一条在三条纸带中选出较好的一条L进行计算，得出结论，完成报告进行计算，得出结论，完成报告M拆下导线，整理器材拆下导线，整理器材第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律

13、人教版物理以上步骤中，不必要的有以上步骤中，不必要的有_，正确步骤的合理，正确步骤的合理顺序是顺序是_(填写字母填写字母)解析：解析：只为了验证机械能守恒，没必要称量重物的质只为了验证机械能守恒，没必要称量重物的质量打点计时器本身就是计时仪器，不再需要秒表量打点计时器本身就是计时仪器，不再需要秒表答案：答案：AG；EDBCHIJMKFL点评：点评：做实验，要了解其目的、原理、器材及其思路，做实验，要了解其目的、原理、器材及其思路，才能很好的把握过程才能很好的把握过程(步骤步骤)无需死记硬背无需死记硬背第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理 (2010广州高一检测广州高一检测)用如图

14、所示的实验装置验证用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压有有6V的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始下落，的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律.第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理下面列举了该实验的几个操作步骤：下面列举了该实验的几个操作步骤：A按照图示的装置安装器件；按照图示的装置安装器件；

15、B将打点计时器接到电源的直流输出端上；将打点计时器接到电源的直流输出端上；C用天平测量出重锤的质量；用天平测量出重锤的质量；D释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；纸带；E测量打出的纸带上某些点之间的距离；测量打出的纸带上某些点之间的距离；第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理F根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能能是否等于增加的动能指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，并指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，并说明其原因说明其原因答案：答案：

16、步骤步骤B是错误的，应该接到电源的交流输出是错误的，应该接到电源的交流输出端步骤端步骤D是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带步骤放纸带步骤C不必要，因为根据测量原理，重锤的动能和不必要，因为根据测量原理，重锤的动能和势能中都包含了质量势能中都包含了质量m，可以约去，可以约去.第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理 (江苏盐城中学高一检测江苏盐城中学高一检测)在在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz.查得当查得当地的重力加速度地的重力加速度

17、g9.8m/s2，测得所用的重物的质量为，测得所用的重物的质量为1.00kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的另选连续的4个点个点A、B、C、D作为测量的点经测量知道作为测量的点经测量知道A、B、C、D各点到各点到O的距离分别为的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(1)根据以上数据，可知重物由根据以上数据，可知重物由O点运动到点运动到C点，重力势点，重力势能 的 减 少 量 等 于能 的 减 少 量 等 于 _ _ _ _ _ _ _

18、_ J，动 能 的 增 加 量 等 于，动 能 的 增 加 量 等 于_J(取取3位有效数字位有效数字)第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(2)实 验 中 产 生 系 统 误 差 的 原 因 主 要 是实 验 中 产 生 系 统 误 差 的 原 因 主 要 是_为了减小误差，悬挂在纸带下的重为了减小误差，悬挂在纸带下的重物的质量应选择物的质量应选择_(3)如果以如果以v2/2为纵轴，以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出为横轴，根据实验数据绘出的的v2/2h图线是图线是_，该线的斜率等于，该线的斜率等于_第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理解析：解析：(1)先判定

19、先判定D点的可靠性，即判定点的可靠性，即判定SBCSAB是否等是否等于于SCDSBC.如相等如相等(或在误差范围内或在误差范围内)，D点就可靠点就可靠(即在即在D点之前物点之前物体做自由落体运动体做自由落体运动)，就可利用，就可利用第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理答案：答案：(1)7.627.56(2)打点计时器对纸带的摩擦力；较重的打点计时器对纸带的摩擦力；较重的(3)一条过原点的倾斜直线；当地重力加速度一条过原点的倾斜直线；当地重力加速度(9.80m/s2)点评：点评：在验证机械能守恒定律的实验中，误差的一部在验证机械能守恒定律的实验中，误差的一部分来自于空气阻力及纸带和

20、打点计时器限位孔之间的摩擦，分来自于空气阻力及纸带和打点计时器限位孔之间的摩擦，故重力势能的减少应等于动能增加量和克服阻力做功之和，故重力势能的减少应等于动能增加量和克服阻力做功之和，所以此题在计算结果上肯定是重力势能减少的多，动能增所以此题在计算结果上肯定是重力势能减少的多，动能增加的少，其差值除偶然误差外，就是上述原因造成的加的少，其差值除偶然误差外，就是上述原因造成的第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理 (哈师大附中高一检测哈师大附中高一检测)在当地重力加速度为在当地重力加速度为9.8m/s2的实验室内进行验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的实验室内进行验证机械能守恒定律

21、的实验中，所用电源的频率为的频率为50Hz.一同学选择了一条理想纸带，用刻度尺测量一同学选择了一条理想纸带，用刻度尺测量时各计时点位置对应刻度尺上的读数如图所示图中时各计时点位置对应刻度尺上的读数如图所示图中O是自是自由落体的初始第一点，由落体的初始第一点，A、B、C、D是纸带上连续的几个点，是纸带上连续的几个点，图中数值的单位为厘米根据实验并结合纸带回答下列问图中数值的单位为厘米根据实验并结合纸带回答下列问题：题：第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理实验时要从几条纸带中挑选第一、二两点间的距离接实验时要从几条纸带中挑选第一、二两点间的距离接近近_并且点迹清晰的纸带进行测量；并且

22、点迹清晰的纸带进行测量；若重锤质量为若重锤质量为mkg，则重锤从开始下落到，则重锤从开始下落到B点时，减少点时，减少的重力势能为的重力势能为_J；(数字部分保留三位有效数字数字部分保留三位有效数字)若重锤质量为若重锤质量为mkg，则重锤到，则重锤到B点时，重锤的动能为点时，重锤的动能为_J(数字部分保留三位有效数字数字部分保留三位有效数字)答案：答案：2mm6.88m6.82m第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理 (2010海南高考改编海南高考改编)利用气垫导轨验证机械能守利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示：恒定律，实验装置示意图如图所示：第第7章章 机械能守

23、恒定律机械能守恒定律人教版物理(1)实验步骤：实验步骤：将气垫导轨放在水平面上，桌面高度不低于将气垫导轨放在水平面上，桌面高度不低于1m，将，将导轨调至水平；导轨调至水平；用游标卡尺测量挡光条的宽度为用游标卡尺测量挡光条的宽度为l9.30mm.由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s_cm.将滑块移至光电门将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已能过光电门释放滑块，要求砝码落地前挡光条已能过光电门2；第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理从数字计时器从数字计时器(图中未画出图中未画出

24、)上分别读出挡光条通过光上分别读出挡光条通过光电门电门1和光电门和光电门2所用的时间所用的时间t1和和t2；用天平称出滑块和挡光条的总质量用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和，再称出托盘和砝码的总质量砝码的总质量m.第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式；达式；滑块通过光电门滑块通过光电门1和光电门和光电门2的瞬时速度分别为的瞬时速度分别为v1_和和v2_.当滑块通过光电门当滑块通过光电门1和光电门和光电门2时，系统时，系统(包括滑块、包括滑块、挡光条、托盘和砝码挡光条、托盘

25、和砝码)的总动能分别为的总动能分别为Ek1_和和Ek2_.在滑块从光电门在滑块从光电门1运动到光电门运动到光电门2的过程中，系统势的过程中，系统势能的减少量能的减少量Ep_(重力加速度为重力加速度为g)(3)如果如果Ep_，则可认为验证了机械能守恒定，则可认为验证了机械能守恒定律律第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理点评：点评：气垫导轨与滑块之间靠空气接触，二者之间的气垫导轨与滑块之间靠空气接触，二者之间的摩擦很小，可以忽略不计，所以在用此装置做实验时，没摩擦很小，可以忽略不计，所以在用此装置做实验时，没有必要再平衡摩擦力了有必要

26、再平衡摩擦力了第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理 (上海交大附中高一检测上海交大附中高一检测)用用DIS研究机械能守恒定研究机械能守恒定律将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器，测定律将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器，测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律实验中进而研究势能和动能转化时的规律实验中A、B、C、D四四点高度为点高度为0.150m、0.100m、0.050m、

27、0.000m，已由计算机，已由计算机默认，不必输入现某位同学要测定摆锤在默认，不必输入现某位同学要测定摆锤在D点的瞬时速点的瞬时速度其实验装置如图度其实验装置如图(1)所示，接着他点击所示，接着他点击“开始记录开始记录”，同时让摆锤从图中所示位置释放，计算机将摆锤通过光电同时让摆锤从图中所示位置释放，计算机将摆锤通过光电门传感器的速度自动记录在表格的对应处，如图门传感器的速度自动记录在表格的对应处，如图(2)第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理图图(2)图图(1)第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(1)在图在图(1)中该同学实验的两处错误分别是中该同学实验的两处错误分别是_.(2)图图(2)中 计 算 机 记 录 的 数 据 与 真 实 值 相 比 将中 计 算 机 记 录 的 数 据 与 真 实 值 相 比 将_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“仍准确仍准确”)第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理答案：答案：(1)光电门传感器未放在标尺盘最低端的光电门传感器未放在标尺盘最低端的D点点摆锤释放器未置于摆锤释放器未置于A点点(2)偏小偏小第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理