1、9 9实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律1 1、利用自由落体运动验证机械能守恒定律、利用自由落体运动验证机械能守恒定律.2 2、知道实验的原理、方法、过程、知道实验的原理、方法、过程.3 3、对实验、对实验数据数据的的处理处理及误差及误差产生原因的产生原因的分分析析.学习目标学习目标1、什么叫机械能守恒？、什么叫机械能守恒？2、机械能守恒的条件是什么？、机械能守恒的条件是什么？3、自由落体运动的物体，机械能守恒吗？、自由落体运动的物体，机械能守恒吗？4、机械能守恒定律的表达式是怎样的？机械能守恒定律的表达式是怎样的？本实验借助本实验借助自由落体运动自由落体运动验证机械能守恒定律验
2、证机械能守恒定律2A2B2121mvmvmgh-=要验证上式是否成立，需要测量要验证上式是否成立，需要测量哪些物理量？哪些物理量？如何测量这些物理量？如何测量这些物理量？212mvmgh=01234由静止释放，则由静止释放，则测量这些物理量，需要哪些器材？测量这些物理量，需要哪些器材？重物、打点计时器、纸重物、打点计时器、纸带、交流电源、导线、带、交流电源、导线、铁架台（附铁夹）、夹铁架台（附铁夹）、夹子、天平、毫米刻度尺子、天平、毫米刻度尺思考：选择重物时，选轻一点的好还是重思考：选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？一点的好？为什么？我们要求重物作自由落体运动，而我们要求重物作自
3、由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重力对实验的影响，应采用密度较大的重物。物。用天平测量重物的质量用天平测量重物的质量思考：安装打点计时器时，应注意什么问题？思考：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计时器要稳定在铁架台上,并将计时器伸出桌外。并将计时器伸出桌外。这样做的目的是什么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，以便在纸差；保证重物有足够
4、的下落空间，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算带上能够打出较多的点，有利于进行计算 按照课本所示装置安装打点计时器按照课本所示装置安装打点计时器思考：实验时，接通电源和释放纸带的顺思考：实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？序怎样？先通电源，再释放纸带先通电源，再释放纸带释放纸带时应注意什么问题？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释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。拉稳纸带的器，以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端，确保重物由静止释放。上端，确保重物由静止释放。接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带按如下实验步骤
5、进行实验按如下实验步骤进行实验用天平测量重物的质量用天平测量重物的质量按照课本所示装置安装打点计时器按照课本所示装置安装打点计时器接通电源，待计时器工作稳定后释放接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带纸带 及时切断电源，取下纸带，标上纸带及时切断电源，取下纸带，标上纸带号号更换纸带，重复以上步骤更换纸带，重复以上步骤整理器材整理器材本实验要不要必需测物体的质量？本实验要不要必需测物体的质量？只证明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：课本中所说的用天平测物体的质量）讨论课文中讨论课文中“纸带上纸带上某两点某两点的距离等于的距离等于重物重物”中的中的“某两点某两点”如何
6、选取？如何选取？21mgh2mv=hv我们验证我们验证：需要从起始点开始算起，如右图：需要从起始点开始算起，如右图：许多材料上指出：选取第许多材料上指出：选取第1、2两点间距两点间距2mm的纸带，即在打第的纸带，即在打第1个点的瞬间，纸带开始下落，实际上在操作中这是很难控制的，个点的瞬间，纸带开始下落，实际上在操作中这是很难控制的，所以只要保证操作正确即可，误差也不会太大。所以只要保证操作正确即可，误差也不会太大。计时器打下的第一个点作为起始点，计时器打下的第一个点作为起始点，适当大距离后选一个点作终点。适当大距离后选一个点作终点。h=gt2/2=100.022/2=0.002m=2mm 如何
7、测定第如何测定第n n点的瞬时速度？点的瞬时速度？12nnnSSvT=112nnnddvT-=或01234S3S4d4d2方法：平均速度法方法：平均速度法计算物体的速度，可有三种方法计算物体的速度，可有三种方法12nnvgh=、2nnvgt=、1132nnnhhvT-=、第第1、2种方法种方法是根据机械能守是根据机械能守恒定律得到的，而我们的目的恒定律得到的，而我们的目的就是验证机械能守恒定律，所就是验证机械能守恒定律，所以不能用以不能用 m（kg）h（m）V（m/s）势能减少量 mgh(J)动能增加量 EK(J)1234通过本实验，我们可以得到的结论是：通过本实验，我们可以得到的结论是：（将
8、实验数据填入下表，分析实验数据）结论：在实验误差允许范围内，重锤重力结论：在实验误差允许范围内，重锤重力势能减少量等于动能的增加量，即机械能守恒。势能减少量等于动能的增加量，即机械能守恒。实验中，重锤的实验中，重锤的重力势能减小重力势能减小 略大于略大于 其其动能增加动能增加，其原因是下落中，其原因是下落中克服阻力做功克服阻力做功，机械能略有减少。机械能略有减少。0hv 21 12 2gh=v 21 12 2该图象该图象的斜率的斜率表示什表示什么？么？为什么为什么图象通图象通过原点？过原点？可不可以用图象处理数据可不可以用图象处理数据?4、有一条纸带，各点距A点的距离分别为d1、d2、d3，如图所示，各相邻点的时间间隔为T，要用它来验证B点到G点过程机械能是否守恒，可得BG间的距离h_，B点的速度表达式vB_，G点的速度表达式vG_，如果有_，则机械能守恒。
