实验：验证机械能守恒定律

实验：验证机械能守恒定律本实验借助的物理现象是：验证机械能守恒定律自由落体运动请同学们完成以下填空：物体做自由落体运动，只有____做功，物体的_______与____相互转化，但总的机械能不变。若物体的某一时刻的瞬时速度是v，下落高度是h,则有________即验证：21mgh2mvhv请同学们阅读教材“实验方法”部分并回答以下问题1、本实验需要哪些器材？2、简述实验步骤3、本实验要不要测物体的质量？4、讨论课文中“纸带上某两点…”如何选取？5、重物的速度如何测量？1、本实验需要哪些器材？①电火花计时器②重物③纸带④铁架台（带铁夹）⑤刻度尺2、简述实验步骤①按照课本所示装置安装打点计时器②将纸带穿过计时器，下端与重物相连③先接通电源后释放纸带④更换纸带，重复以上步骤⑤选择纸带，处理数据3、本实验要不要测物体的质量？不需要测量物体的质量mgh=mv2/2只证明gh=v2/2如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须知道物体的质量（即：用天平测物体的质量）4、讨论课文中“纸带上某两点的距离等于重物……”中的“某两点”如何选取？21mgh2mvhv我们验证：需要从起始点开始算起，如右图：可以想一想2mm是怎么来的？实际上我们完全可以回避起始点的7113我们可以选取7、13两点，比较它们的机械能E7和E13,以点13为0势能参考点，则有：EK7＋mgh＝EK13我们分别回答以上问题5、重物的速度如何测量？重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出，这样也就知道了它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能。比较重物在某两点的动能与势能之和，就能验证机械能是否守恒。利用匀变速直线运动的规律可以用AC的平均速度代表B的瞬时速度。BACvv请同学们独立推导此表达式利用匀变速直线运动的规律如图A、B、C是纸带上相邻的三个点，纸带以加速度a做匀加速运动，所以A、C两点的距离可以表示为：a2ACAxvvtt21(2)(2)2AxvtatA、C的平均速度：另一方面BAvvat所以BACvv结合v-t图象了解瞬时速度和时间中点的平均速度相等的物理意义．利用匀变速直线运动的规律做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度。计算物体的速度，可有三种方法12nnvgh、2nnvgt、1132nnnhhvT、第1种方法是根据机械能守恒定律得到的，而我们的目的就是验证机械能守恒定律，所以不能用第2种方法认为加速度为g，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际加速度必将小于g，这样将得到机械能增加的结论，有阻力作用机械能应该是减少的，故这种方法也不能用怎样减少阻力？1、安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。2、应选用质量和密度较大的重物，可使摩擦阻力，空气阻力相对减小。以哪两个点作为始末位置最为合适？实验用的纸带一般小于1m，从起始点开始大约能打出20个点左右。末位置的点可选择倒数第一个点或倒数第二个点，从这一个点向前数4～6个点当初位置的点，可以减小这两个点的瞬时速度以及两点之间距离（高度h）测量的误差。EP＞EK因重物下落中要克服阻力做功，实验的动能增加量必定稍小于重力势能减少量可以多次测量。实验报告的主要内容1、为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有：；缺少的器材是。不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺通过原点的直线、g.2、在验证机械能守恒定律时，如果以v2／2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于的数值。一、实验方法验证用自由落体运动中机械能守恒二、要注意的问题实验的误差来源三、速度的测量做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度．