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9实验：验证机械能守恒定律3、条件：只有重力（或系统内的弹力）做功，其它力不做功（或其它力所做总功为零）。1、机械能：物体的动能和势能之和称为机械能。2、机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。4、表达式：1122pkpkEEEEPKEE知识回顾验证机械能守恒定律一、实验目的想一想：选择什么实验现象验证机械能守恒定律？自由落体运动研究在自由落体运动中：？方案1：从起点开始计算21=2mvmgh 方案2：从一般位置开始计算222111=22mvmvmgh- hvh2v1v二、实验原理？？减增PkEE想一想：实验中需要测哪些量？怎样验证下落物体的机械能守恒？m、h、v打点计时器、纸带、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）等。三、实验器材夹子打点计时器纸带重物？铁架台1、选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用质量和密度较大的重物。2、安装打点计时器时，应注意什么问题？计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，计时器要稳定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。3、这样做的目的是什么?减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差；保证重物有足够的下落空间，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算．4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？先通电源，再释放纸带5、释放纸带时应注意什么问题？释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。竖直拉稳纸带的上端，确保重物由静止释放。按如下实验步骤进行实验：①用天平测量重物的质量②按照课本所示装置安装打点计时器③将纸带穿过计时器，下端与重物相连④接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带⑤及时切断电源，取下纸带，标上序号⑥更换纸带，重复以上步骤⑦整理器材，使器材复位本实验要不要测量物体的质量？mgh=mv212gh=v212无需测量物体的质量如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须要知道物体的质量。探究一纸带上的第一个点为计时起点0（起始点的速度应该为零，即打点计时器在纸带上打下第一个点时纸带刚开始下落）。gh=v21212x=gt2=×9.8×0.022m≈2×10-3m=2mm12h起始点对于实际获得的纸带，如何判定纸带上的第一个点就是纸带刚开始下落时打下的呢？纸带上的头两个点间的距离应接近2mm。探究二mgh=mv212如何选理想的纸带？可以回避起始点吗（即处理纸带时可以不用到起始点吗）?可以选取A、B两点，验证：ΔhAB想一想？222111=22mvmvmgh- ？BA如何测量物体的瞬时速度?=x2t—vB=vAC做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻的前后两点间的平均速度。问题330124h1h2h3h4v3=thh224速度能不能用v=2gh或v=gt计算？这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。这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。思考测量点n123456高度hn/m速度vn/m/s势能EP/J动能EK/J可不可以用图象处理数据?数据记录0hv212gh=v212该图象的斜率表示什么？为什么图象通过原点？图像法处理数据在误差允许的范围内，动能的增加量等于势能的减少量，即机械能守恒。六、实验结论1、偶然误差：测量长度时会带来误差2、系统误差：实验中重物和纸带下落过程中要克服阻力（主要是打点计时器的阻力）做功，故动能的增加量ΔEK必定稍小于势能的减少量ΔEP。七、误差分析例1验证“机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法：(1)用公式时对纸带上起点的要求是；为此目的，所选择的纸带第一、二两点间距应接近.212mvmgh(2)若实验中所用重锤质量m=1kg，打点纸带如下图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重锤的速度vB=，重锤动能EkB=.从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量是，因此可得出的结论是：.初速度等于零2mm0.590m/s0.174J0.176J在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒(3)根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以v2/2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是如下图中的.图线的斜率表示.C重力加速度g例2、某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图4所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出（单位为毫米），重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。①打B点时，重锤下落的速度vB=m/s，重锤的动能EkB=J。1.1750.69②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为J。③根据纸带提供的数据得到的结论是：在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中。机械能守恒0.690vhx220124pgEmmxhv在验证机械能守恒时，也可以用下面的实验进行验证拓展：设计性实验