2014-2015学年高中物理必修二（粤教版）课件：第四章 第五节验证机械能守恒定律.ppt

1、物理必修2（粤教）第四章 机械能和能源第五节 验证机械能守恒定律重点：验证机械能定律的实验方法难点：实验方案的设计、实验数据的处理预 习 篇考 点 篇栏目链接预习篇1目的：通过研究物体运动过程中_和_的变化，验证机械能守恒定律2原理(落体法)：重物自由落体，通过打点计时器记录纸带下落的高度h，并计算某些点的瞬时速度v.分别计算出：重力势能减少量Ep，及动能增加量Ek，比较Ep和Ek在误差允许的范围内是否相等，从而验证机械能守恒定律3器材：打点计时器、_、铁架台、_、纸带、_、夹子、导线动能重力势能重物刻度尺电源预 习 篇考 点 篇栏目链接预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇 考点1 实验步骤1如

2、图所示，把打点计时器安装在铁架台上，连好电源2把纸带一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇预 习 篇考 点 篇栏目链接考点2 数据处理考点篇预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇例1 用如图所示实验装置验证机械能守恒定律实验所用电源为学生电源，输出电压为6 V的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律预 习 篇考 点 篇栏目

3、链接考点篇(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A按图示安装器件，打点计时器必须竖直固定；B将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C用天平测出重锤的质量；D先释放纸带，再接通电源，打出一条纸带；E用秒表测出重锤下落的时间；F测量纸带上某些点间的距离；G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预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇其中没有必要进行的步骤是_(填选项)其中操作错误的步骤是_(填选项)(2)在实验中，质量m1 kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04 s那么从打点计时器打下起点P到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量Ep_J，此过

4、程中物体动能的增加量Ek_J(取g9.8 m/s2，结果保留三位有效数字)预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇(3)比较发现数值上Ek_Ep(填“”“”或“”)，原因是_通过对结果分析，实验结论_.预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇预 习 篇考 点 篇栏目链接答案考点篇预 习 篇考 点 篇栏目链接u 变式训练考点篇1在验证机械能守恒定律的实验中：(1)从下列器材中选出实验所必需的，其编号为_A打点计时器(包括纸带)；B.重物；C.天平；D.毫米刻度尺；E.秒表；F.运动小车(2)打点计时器的安装放置要求为_；开始打点计时的时候，应先_，然后_A、B、D底板要竖直给打点计时器通电释放重物预 习 篇

5、考 点 篇栏目链接考点篇纸带通过打点计时器时有摩擦阻力小于质量和密度大一些的一条通过坐标原点的倾斜直线重力加速度g预 习 篇考 点 篇栏目链接考点3 误差分析考点篇1系统误差：重锤拖纸带下落，需克服各种阻力(空气、计时器限位孔阻力)做功，故最终计算结果肯定会有：动能的增量Ek略小于重力势能Ep的减少量2偶然误差：用直尺测量长度，或交流电频率波动时，会带来偶然误差预 习 篇考 点 篇栏目链接考点4 注意事项考点篇1先接通电源，等计时器正常工作后，再释放纸带2使限位孔与纸带处于同一竖直面内，尽可能减少纸带与限位孔的摩擦3尽可能选择质量大、体积小，即密度大的重锤4尽可能选择点迹清晰、间距适中(甚至是

6、前两个点间隔接近2 mm)的纸带5本实验不需测质量与时间，故不需要天平与秒表预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇例2 如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置图现有器材为：电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、带铁夹的铁架台回答下列问题：(1)为完成此实验，除所给器材外，以下器材中必需的有_A毫米刻度尺B秒表C圆形复写纸片D06 V的直流电源E06 V的交流电源预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇D用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，

7、测算出瞬时速度v(3)对实验中要注意的事项，正确合理的一项是_A重物的质量越小越好B释放前必须保持提起的纸带处于竖直位置C先放开纸带让重物下落，再接通电源D必须测量出重物的质量m预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇(4)在一条较好的纸带上选取连续五个点A、B、C、D、E，如图所示已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，并测出A点距离起始点O的距离为s0，A、C两点间的距离为s1，C、E两点间的距离为s2，打点周期为T，根据这些条件，如果在误差允许的范围内，满足关系式_，即验证了重锤下落过程中机械能是守恒的(用题设字母表示)答案预 习 篇考 点 篇栏目链接u 变式训练考点篇2某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了，测出剩下的一段纸带上的各个点间的距离如图所示已知打点计时器工作频率为50 Hz，重力加速度g取9.8 m/s2.(1)利用这段纸带说明重锤通过2、5两点时机械能守恒；(2)分别说明为什么得到的结果是重力势能减少量Ep稍大于重锤动能的增加量Ek.预 习 篇考 点 篇栏目链接考点篇答案预 习 篇考 点 篇栏目链接