1、8.5实验：验证机械能守恒定律问题导入 机械能守恒定律告诉我们，在只有重力或弹力做功的系统内，动能与势能相互转化时总的机械能保持不变。下面我们通过实验来研究物体运动过程中动能与重力势能的变化，从而验证机械能守恒定律。初状态=末状态势能动能势能动能mgh1mgh222mv2121mv21【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐重物下落时，最好选择哪两个位置作为过程的开始和终结的位置？挡光条通过光电门的速率：纸带与限位孔之间的摩擦阻力。我们研究的是滑块和托盘砝码组成的系统，在该系统中托盘的高度下降，重力势能转化为系统的动能，即系统减少的重力势能
2、即为托盘和砝码减少的：【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐重力势能的减少=动能的增量：【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐根据平均速度等于该段时间的中间时刻的速度，(1)在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了多少？【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PP
3、T（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐根据选定的实验方案设计相应的表格记录实验数据【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒
4、定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到重物下落过程中势能的变化。实验时，也可以不测量重物的质量。解：由重力势能的变化式子：【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐一、实验思路自由下落的物体v条件：只有重力或弹力做功G，重力势能动能 把空气阻力忽略掉了以后，只受到重力作用。平抛运动平抛运动抛体运动也可以用来研究机械能守恒定律。物体沿光滑斜面下滑GFN 支持力与物体位移方向垂直,对物体不做功，只有重
5、力做功，这种情况也满足机械能守恒的条件。(上升)vv细线悬挂的小球摆动GT 细线的拉力与小球的运动方向垂直，对物体不做功，只有重力做功，也满足机械能守恒的条件。v二、物理量的测量重力势能的定义式：Ep=mgh动能的定义式：2kmv21E 物体的质量m：物体所处位置的高度h：天平直尺物体的瞬时速度v：打点计时器和纸带mhv123456三、数据分析末状态=初状态势能动能势能动能mgh1mgh222mv2121mv21根据选定的实验方案设计相应的表格记录实验数据121222mghmv21mghmv21验证机械守恒122122mghmghmv21mv21动能变化与重力势能的变化：【名校课堂】获奖PPT
6、-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐h 纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到重物下落过程中势能的变化。EP=mgh参考案例1研究自由下落物体的机械能【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐纸带上某点的瞬时速度等于
7、相邻两点的平均速度。比较重物在某两点间的动能变化与势能变化，就能验证机械能是否守恒。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。221mvEk212221mv21mv21mghmghEP=EkACBvv T2x【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐要注意的问题2.重物下落过程中，除了重力外会受到哪些阻力？怎样减少这些阻力对实验的影响？纸带与限位孔之间的摩擦阻力。打点记时器的限位孔和纸带
8、必须在同一竖直线上，并且打点计时器上方的纸带不能耷拉着的，要用手把它拉直。需选取密度较大的物体做重锤，以减小空气阻力的影响。1.先打开打点计时器，然后释放纸带【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐3.重物下落时，最好选择哪两个位置作为过程的开始和终结的位置？先开打点计时器后放纸带造成的起始点的确定：2gt21h mm202089212.找到相距大约2mm的一对点，前面的那个点就是起点。一次测量读数的
9、方法：h1h2h=h1-h2ACBvv T2hh21A B C【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐mhv123456末状态=初状态势能动能势能动能mgh1mgh222mv2121mv21根据选定的实验方案设计相应的表格记录实验数据验证机械守恒重力势能的减少=动能的增量：由于有阻力的存在：重力势能=动能+热重力势能的减少量 动能的增量212221mv21mv21mghmgh【名校课堂】获奖PPT-P
10、PT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐 实验时，也可以不测量重物的质量。想一想，这是为什么？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。212221mv21mv21mghmgh212221v21v21ghgh所以，无需测量物体的质量。【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt
11、机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐课堂练习例1：利用这个装置做“验证机械能守恒定律”实验（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是（）A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)D.秒表AB 打点计时器需要用交流电电源，且具有计时功能，纸带长度测量需要到刻度尺。质量可以约去。【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推
12、荐（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图所示的一条纸带。在纸帯上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为如hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T，设重物的质量m,从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化了多少？动能变化了多少？解：由重力势能的变化式子：因为初始点ho=0EP=mghB-mgho所以EP=mghB【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版
13、本）推荐由动能的变化式子：因为初始点vo=0所以2O2Bkmv21mv21E根据平均速度等于该段时间的中间时刻的速度，T2hhvACB2ACkT2hhm21E)(（3）很多实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的増加量，你认为原因是什么？由于有阻力的存在：重力势能=动能+热重力势能的减少量 动能的增量【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PP
14、T（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐根据选定的实验方案设计相应的表格记录实验数据【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐用天平称出托盘和桂码的总质量根据选定的实验方案设计相应的表格记录实验数据研究自由下落物体的机械能【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守
15、恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐根据平均速度等于该段时间的中间时刻的速度，比较重物在某两点间的动能变化与势能变化，就能验证机械能是否守恒。【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐先打开打点计时器，然后释放纸带我们研究的是滑块和托盘砝码组成的系统，在该系
16、统中托盘的高度下降，重力势能转化为系统的动能，即系统减少的重力势能即为托盘和砝码减少的：【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐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。重力势能的减少量动能的增量【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理ppt机械
17、能守恒定律PPT（部编版）推荐1（最新版本）推荐参考案例2研究沿斜面下滑物体的机械能GFNvhB A 212221mv21mv21mghmghh=h1-h2高度差测量用直尺。速度的测量用光电门：tdv遮光条长度【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐课堂练习例2：一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下:A.将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平B.测出遮光条的宽度d。C.
18、将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离ID.释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间E.用天平称出托盘和桂码的总质量F.回答下列问题:(1)在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了多少？【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐解：我们研究的是滑块和托盘砝码组成的系统，在该系统中托盘的高度下降，重力势能转化为系统的动能，即系统减少的重力势能即为托盘和砝码减少的：Ep=mgl(2
19、)为验证机械能守恒定律，还需要测量哪个物理量？重力势能转化为系统的动能，为了验证机械能守恒，需满足的关系是：2vmM21mgl)(挡光条通过光电门的速率：tdv 所以还需要测量滑块和挡光条的总质量M。【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐(3)若要符合机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足怎样的关系？2tdmM21mgl)(【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定
20、律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐一、实验思路二、物理量的测量重物的质量用天平测出用直尺量纸带上某两点的距离。纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点的平均速度。课堂小结满足机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功，或重力势能动能EP=Ek三、数据分析122122mghmghmv21mv21重力势能的减少=动能的增量：【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-PPT-人教版高物理pptppt机械能守恒定律PPTPPT（部编版）推荐1 1（最新版本）推荐
