验证机械能守恒定律与数据处理课件.ppt

1、验证机械能守恒定律和数据处理 验证机械能守恒定律和数据处理实验目的 验证物体做自由落体运动过程中验证物体做自由落体运动过程中机械能守恒。机械能守恒。 验证机械能守恒定律和数据处理实验原理1 1、在只有重力做功的自由落体运动中，、在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能相互转化，但物体的重力势能和动能相互转化，但总的机械能守恒，若物体某时刻即时总的机械能守恒，若物体某时刻即时速度为速度为v v，下落高度为，下落高度为h h，恒有：，恒有： 212mvmgh01234验证机械能守恒定律和数据处理实验原理2 2、借助打点记时器，通过纸带、借助打点记时器，通过纸带测出重物某时刻高度测出重物

2、某时刻高度h h和该时刻和该时刻的即时速度的即时速度v vt t，即可验证机械，即可验证机械能守恒定律。能守恒定律。01234验证机械能守恒定律和数据处理实验原理3 3、测定第、测定第n n点的即时速度的方法点的即时速度的方法是：测出第是：测出第n n点的相邻的前、后两点的相邻的前、后两段相等时间段相等时间T T内下落的距离由下列内下落的距离由下列公式算出：公式算出： 12nnnSSvT112nnnddvT或01234S3S4d4d2验证机械能守恒定律和数据处理实验仪器 铁架台（带铁夹）、打点记时器、重铁架台（带铁夹）、打点记时器、重锤（带纸带夹子）、纸带几条、复写纸片、锤（带纸带夹子）、纸带

3、几条、复写纸片、导线、直尺、学生电源导线、直尺、学生电源 验证机械能守恒定律和数据处理实验步骤(1)(1)按图把打点记时器安装在铁架台按图把打点记时器安装在铁架台上，用导线把打点记时器与学生电源上，用导线把打点记时器与学生电源连好。连好。 (2)(2)把纸带的一端在重锤上用架子固定好，另一把纸带的一端在重锤上用架子固定好，另一端穿过记时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤端穿过记时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点记时器附近。停靠在打点记时器附近。 验证机械能守恒定律和数据处理实验步骤(3)(3)先接通电源先接通电源，后松手让重锤带着，后松手让重锤带着纸带下落。纸带下落。 (4)(4)重复

4、几次，得重复几次，得3535条纸带。条纸带。 (5)(5)在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起始点标上在起始点标上O O ，以后各依次标上，以后各依次标上1 1、2 2、3.3.用刻度尺测出对应高度用刻度尺测出对应高度h h1 1、h h2 2、h h3 3 第一个间隔，一定要求是第一个间隔，一定要求是2mm左右吗左右吗验证机械能守恒定律和数据处理实验步骤(6)(6)应用公式应用公式 计算各点对应的速度计算各点对应的速度v v1 1、v v2 2、v v3 3. . (7)(7)计算各点对应的势能减少量和计算各点对应的势能减少量和动能的增加量进行

5、比较。动能的增加量进行比较。 验证机械能守恒定律和数据处理注意事项（1 1）实验中打点记时器的安装，两纸带限位）实验中打点记时器的安装，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦力孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦力（2 2）实验时，必须先接通电源，让打点记时）实验时，必须先接通电源，让打点记时器工作正常后才松开纸带让重锤下落器工作正常后才松开纸带让重锤下落（3 3）打点记时器必须接）打点记时器必须接50Hz50Hz交流低压电源交流低压电源. .（4 4）必须保留纸带上打出点迹的第一点）必须保留纸带上打出点迹的第一点, ,且且第第1 1、2 2点间距约为点间距约为2mm2mm的纸带误差小。的纸带

6、误差小。（5 5）实验中，只要验证）实验中，只要验证ghgh是否等于是否等于v v2 2/2/2即可，即可，不用测重锤的质量。不用测重锤的质量。误差分析：由于重锤克服阻力作功，所误差分析：由于重锤克服阻力作功，所以动能增加量略小于重力势能减少量。以动能增加量略小于重力势能减少量。 验证机械能守恒定律和数据处理思维能力训练 为进行为进行验证机械能守恒验证机械能守恒实验，有下实验，有下列器材可选用：铁架台、打点记时器、复写列器材可选用：铁架台、打点记时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、电纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、电键、天平，其中不必的器材是键、天平，其中不必的器材是_;_;缺少

7、的器材是缺少的器材是_。秒表、天平秒表、天平、低压直流电源、低压直流电源低压交流电源低压交流电源、刻度尺、重物、刻度尺、重物验证机械能守恒定律和数据处理思维能力训练 在在“验证机械能守恒验证机械能守恒”的实验中，已知打点记的实验中，已知打点记时器所用的电源的频率时器所用的电源的频率50Hz50Hz，查得当地重力加速度，查得当地重力加速度为为g=9.8m/sg=9.8m/s2 2, ,测得所用的重物的质量为测得所用的重物的质量为1.00kg1.00kg。实。实验中得到一条如图所示点迹清晰的纸带，把第一个验中得到一条如图所示点迹清晰的纸带，把第一个点记作点记作O O，另选连续的，另选连续的4 4个

8、点个点A A、B B、C C、D D作为测量的作为测量的点，经测量知道点，经测量知道A A、B B、C C、D D各点到各点到O O点的距离分别点的距离分别为为62.99cm62.99cm、70.18cm70.18cm、77.76cm77.76cm、85.73cm85.73cm，根据以，根据以上数据，可知重物由上数据，可知重物由O O点运动到点运动到C C点，重力势能的减点，重力势能的减少量等于少量等于_焦，动能的增加量等于焦，动能的增加量等于_焦焦( (取取3 3位有效数字位有效数字) )。7.627.57Vc=3.89m/s验证机械能守恒定律和数据处理 思维能力训练 在验证机械能守恒的定律

9、时，如果以在验证机械能守恒的定律时，如果以v v2 2/2/2为纵轴，根据实验数据绘出的为纵轴，根据实验数据绘出的v v2 2/2-h/2-h图线应是图线应是_，才能验证机，才能验证机械能守恒，械能守恒，v v2 2/2-h/2-h图的斜率等于图的斜率等于_的数值。的数值。 过原点过原点O的倾斜直线的倾斜直线重力加速度重力加速度g验证机械能守恒定律和数据处理验证机械能守恒定律和数据处理实验原理实验原理实验步骤实验步骤注意事项注意事项07学年南京市期末质量调研学年南京市期末质量调研12(2) 07届南京市综合检测届南京市综合检测(一一) 11广东省重点中学广东省重点中学12月月考检测题月月考检测

10、题1107届广东省惠阳市综合测试卷三届广东省惠阳市综合测试卷三11 江苏省如东高级中学江苏省如东高级中学07年年2月期末试卷月期末试卷12(3)验证机械能守恒定律和数据处理实验原理实验原理:实验目的实验目的: 验证机械能守恒定律。验证机械能守恒定律。当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为的瞬时速度为v，下落高度为，下落高度为h，则应有：，则应有：221mvmgh 借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度借助打点计时器，测出重物某时刻的下落

11、高度h和该时和该时刻的瞬时速度刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。实验装置如图所示。测定第测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第点的瞬时速度的方法是：测出第n点的点的相邻前、后两段相等时间相邻前、后两段相等时间T内下落的距离内下落的距离sn和和sn+1，Tssvnnn21 由公式由公式 ，或由，或由 算出算出, ,如图所示。如图所示。 Tddvnnn211 Onsnsn+1dndn+1dn-1验证机械能守恒定律和数据处理实验步骤实验步骤:实验器材实验器材: 铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，带

12、铁夹的重缍，纸带，米尺。带铁夹的重缍，纸带，米尺。1按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。线把打点计时器与学生电源连接好。2把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，竖直提起纸带另一端穿过计时器限位孔，竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近，纸带上端使重锤停靠在打点计时器附近，纸带上端用夹子夹住。用夹子夹住。3接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。4重复几次，得到重复几次，得到35条打好点的纸带。条打好点的纸带。验证机械能守恒定律和数

13、据处理5在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后，以后各依次标上各依次标上1，2，3，用刻度尺测出对应下落高度，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3。Thhvnnn211 计算各点对应的即时速度计算各点对应的即时速度v1、v2、v3。6应用公式应用公式7计算各点对应的势能减少量计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量和动能的增加量1/2mvn2，进行比较。，进行比较。验证机械能守恒定律和数据处理注意事项注意事项:1打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在

14、同一竖打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。直线上，以减小摩擦阻力。2选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的的纸带。纸带。3因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重锤的质量。测量重锤的质量。验证机械能守恒定律和数据处理07学年南京市期末质量调研学年南京市期末质量调研12(2) 12.（2）在用）在用“用打点计时器验证机械能守恒定律用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验中，质量的实验中，质量m=1.00kg的重物拖着纸带竖直下落，的重物拖着纸带竖直下落，打点计时器在纸带上

15、打下一系列的点，如图，相邻打点计时器在纸带上打下一系列的点，如图，相邻计数点时间间隔为计数点时间间隔为0.04s，P为纸带运动的起点，从打为纸带运动的起点，从打P到打下到打下B过程中物体重力势能的过程中物体重力势能的EP=J，在此过程中物体动能的增加量在此过程中物体动能的增加量EK= J（已（已知当地的重力加速度知当地的重力加速度g=9.8 m/s2，答案保留三位有效，答案保留三位有效数字）。用数字）。用v表示各计数点的速度，表示各计数点的速度，h表示各计数点表示各计数点到到P点的距离，以点的距离，以v2/2为纵轴，以为纵轴，以h为横轴，根据实验为横轴，根据实验数据绘出的数据绘出的v2/2-

16、h图线，若斜率等于某个物理量的数图线，若斜率等于某个物理量的数值时，说明重物下落过程中机械能守恒，该物理量值时，说明重物下落过程中机械能守恒，该物理量是是 。PABC15.523.25单位单位cm32.502.282.26当地重力加速度当地重力加速度验证机械能守恒定律和数据处理11、在、在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中，让重锤自由落的实验中，让重锤自由落下，根据打出的纸带也可以测量重锤下落的加速度下，根据打出的纸带也可以测量重锤下落的加速度a的数的数值，如图所示是在打出的纸带上选取的连续五个点值，如图所示是在打出的纸带上选取的连续五个点A、B、C、D、E，测出，测出A点距起点

17、点距起点O的距离为的距离为s0，A、C两点间的两点间的距离为距离为s1，C、E两点间的距离为两点间的距离为s2，使用的交流电的频率，使用的交流电的频率为为f，则根据这些数值计算重锤下落的加速度，则根据这些数值计算重锤下落的加速度a的表达式为的表达式为a= .在此实验中发现在此实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能锤增加的动能,其主要原因是重锤在下落过程中受到阻力其主要原因是重锤在下落过程中受到阻力的作用的作用,如果要测定该阻力的大小如果要测定该阻力的大小,在知道重力加速度的准在知道重力加速度的准确值为确值为g时时,还需要测量的物理量是还需要测量的物理量

18、是_（写出名称（写出名称和符号和符号)。试用这些物理量和上面纸带中的测量数据表示。试用这些物理量和上面纸带中的测量数据表示重锤在下落过程中受到的阻力大小为重锤在下落过程中受到的阻力大小为F= . 07届南京市综合检测届南京市综合检测(一一) 11重锤质量重锤质量mABCDEs1s2s0O4212f)ss(mmgF 4212f)ss(a 验证机械能守恒定律和数据处理广东省重点中学广东省重点中学12月月考检测题月月考检测题11ABCD0.98cm1.42cm1.78cm字母表示字母表示),记录记录C点时重锤的动能点时重锤的动能EKC=0.32m J;重锤从重锤从B点到点到C点重力势能变化量是点重力

19、势能变化量是 J,动能变化量是动能变化量是 J.从而可以得出结论：从而可以得出结论： .11.(16分分)(1)在做在做“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验时，实的实验时，实验小组验小组A不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了,剩下的一部分纸带上各点间的距离如图所示的数值，已剩下的一部分纸带上各点间的距离如图所示的数值，已知打点计时器的周期为知打点计时器的周期为T=0.02s,重力加速度重力加速度g=9.8 m/s2;重锤的质量为重锤的质量为m,已知已知S1=0.98cm, S2=1.42cm, S3=1.78cm,则则记录记录B点时重锤的动

20、能点时重锤的动能EKB= J(写计算式用写计算式用22218)(TSSm0.142m0.14m 在实验误差范围内在实验误差范围内,只有重力做功时只有重力做功时,物体的机械能守恒物体的机械能守恒.验证机械能守恒定律和数据处理（2）在验证机械能守恒定律的实验中）在验证机械能守恒定律的实验中自由落下的重锤质量要大一些，这是为了减少自由落下的重锤质量要大一些，这是为了减少 对实验的影响对实验的影响.实验中实验中 测定重锤的质量测定重锤的质量( 填填“要要”或或“不要不要” ).实验小组实验小组C在验证机械能守恒定律的实验中发现在验证机械能守恒定律的实验中发现,重重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加

21、锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,因此想到因此想到可以通过该实验装置测阻力的大小可以通过该实验装置测阻力的大小. 根据已知当地重根据已知当地重力加速度公认的较准确的值为力加速度公认的较准确的值为g, 电源的频率为电源的频率为f, 又测又测量出物理量量出物理量 , .他（她）们用这些物理他（她）们用这些物理量求出了重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小量求出了重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F （用字母表示）（用字母表示）. 空气阻力和打点计时器器对纸带的阻力空气阻力和打点计时器器对纸带的阻力不

22、要不要相邻的两点间的位移相邻的两点间的位移S1 、S2 、S3、S4重锤的质量重锤的质量m 4)()(22143fSSssgm验证机械能守恒定律和数据处理07届广东省惠阳市综合测试卷三届广东省惠阳市综合测试卷三11 11.电磁打点计时器是一种计时装置，请根据电磁打点电磁打点计时器是一种计时装置，请根据电磁打点计时器的相关实验回答下列问题：计时器的相关实验回答下列问题：（1）在验证机械能守恒定律的实验中，质量）在验证机械能守恒定律的实验中，质量m1kg的的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，相邻计数点的时间间隔为相邻计数点的时间间隔为0

23、.02s，长度单位：，长度单位：cm，当地，当地的重力加速度的重力加速度g9.80 m/s2那么：那么： 纸带的纸带的 端与端与重物相连（填重物相连（填“左左”或或“右右”）从起点）从起点O到打下计到打下计数点数点B的过程中，重力势能的减小量为的过程中，重力势能的减小量为EP J，物，物体动能的增加量体动能的增加量EK J（均取两位有效数字）（均取两位有效数字）通过计算，数值通过计算，数值EP与与EK并不相等，这是因并不相等，这是因为为 OB3.074.806.91左左解：解：mgh=9.8 4.8 10-2=0.47J0.47vB=(6.91-3.07)10-2/0.04=0.96m/s1/

24、2mvB2 = 0.46J0.46下落过程中要克服阻力做功下落过程中要克服阻力做功验证机械能守恒定律和数据处理（2）某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到）某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带他已在每条纸带上按每了几条较为理想的纸带他已在每条纸带上按每5个点个点取好计数点，即相邻两计数点之间的时间间隔为取好计数点，即相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，依打点先后编为依打点先后编为0、1、2、3、4、5由于不小心，几由于不小心，几条纸带都被撕断了，如图所示，请根据给出的条纸带都被撕断了，如图所示，请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答：四段纸带回答：B、C、D三段

25、中选出从纸带三段中选出从纸带A上撕下的那段应该上撕下的那段应该是是 打打A纸带时纸带时,物体的加物体的加速度大小是速度大小是 m/s2（取三位有效数字）（取三位有效数字）48.1mm54B54.0mm54C60.2mm54D30.0mm36.0mm012AC0.600验证机械能守恒定律和数据处理江苏省如东高级中学江苏省如东高级中学07年年2月期末试卷月期末试卷12(3)12如图甲用包有白纸的质量为如图甲用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀速运动。当接通电源待电机稳定转动后，烧断悬挂

26、圆速运动。当接通电源待电机稳定转动后，烧断悬挂圆柱棒的细线，圆柱棒自由下落，毛笔可在圆柱棒的纸柱棒的细线，圆柱棒自由下落，毛笔可在圆柱棒的纸上画出记号。图乙是按正确操作顺序画出的一条纸带，上画出记号。图乙是按正确操作顺序画出的一条纸带，O是画出的第一个痕迹，是画出的第一个痕迹，A、B、C、D、E、F、G是依是依次画出的痕迹，设毛笔接触棒时不影响棒的运动。测次画出的痕迹，设毛笔接触棒时不影响棒的运动。测得痕迹之间沿棒方向的距离依次为得痕迹之间沿棒方向的距离依次为OA =26.0mm、AB =50.0mm、BC =74.0mm、CD =98.0mm、DE =122.0mm、EF =146.0mm，

27、已知电动机铭牌上标有已知电动机铭牌上标有“1200 r / min”字样，由此验证字样，由此验证机械能守恒定律机械能守恒定律. 根据以上内容，可得：根据以上内容，可得：验证机械能守恒定律和数据处理根据乙图所给的数据，可知毛笔画下痕迹根据乙图所给的数据，可知毛笔画下痕迹B、E两两时刻间棒的动能变化量为时刻间棒的动能变化量为 J，重力，重力势能的变化量为势能的变化量为 J，由此可得出的结，由此可得出的结论是论是 。（g取取9.80m/s2，结果保留三位有效数字），结果保留三位有效数字）实验中某同学利用获得的实验数据同时测定了当实验中某同学利用获得的实验数据同时测定了当地的重力加速度地的重力加速度g

28、的值。假设的值。假设OF间的距离为间的距离为h，EG间的距离间的距离s。电动机转动频率用。电动机转动频率用f表示。有下面三种表示。有下面三种方法求重力加速度的值，分别是：方法求重力加速度的值，分别是：DEFGC BAO乙乙电动机电动机毛笔毛笔甲甲2.822.88在误差范围内，圆柱棒的机械能守恒在误差范围内，圆柱棒的机械能守恒验证机械能守恒定律和数据处理C根据根据 ，而，而 ，而而 （其中（其中 ）,求得：求得：（其中）（其中） ， 求得：求得：B根据根据 ，其中，其中212hgt6tf2226hfg Fvgt2FsvT1Tf212s fg 22Fvgh 2FsvT1Tf228s fghA根据，

29、根据， 其中，其中， 求得：求得：你认为用哪种方法比较妥当你认为用哪种方法比较妥当?其它方法可能存在的其它方法可能存在的问题是什么问题是什么?答：答： 。6tf方法方法C比较妥当比较妥当方法方法A、B都用到了都用到了t=6/f ,但但OA间的时间间隔一般不间的时间间隔一般不等于等于1/f （要小于它），因此（要小于它），因此t 6/f从而从而A、B两种方法存在问题。两种方法存在问题。题目题目验证机械能守恒定律和数据处理验证机械能守恒定律和数据处理验证机械能守恒定律和数据处理验证机械能守恒定律。 验证机械能守恒定律和数据处理 如果忽略空气的阻力，这时物体的机械能守恒，即重力势能的减少等于动能的增

30、加。设物体的质量为m，下落距离为h时物体的瞬时速度为V，则势能减少mgh，动能增加，故有 在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总的机械能守恒。21mv2mgh验证机械能守恒定律和数据处理 利用打点计时器打出的纸带，测出重物下落的高度h，利用时间t内的平均速度等于该段时间中点时刻的瞬时速度，算出对应时刻的瞬时速度V，即可验证机械能是否守恒。hV验证机械能守恒定律和数据处理 铁架台（带铁夹）、电火花计时器或打点计时器、直尺、重锤、纸带、复写纸片、导线、电源。 验证机械能守恒定律和数据处理1、步骤 (1)如图所示，把打点计时器竖直地固定在置于桌边的铁架台上，将打点计时

31、器与电源连接好。 (2)将纸带穿过电火花记时器或打点计时器的限位孔，并把纸带的一端固定在重物上，使重物停靠在打点计时器的地方，先用手提着纸带。 (3)先接通电源，松开纸带，让重物带着纸带自由下落，计时器就在纸带上打下一列小点。 电火花计时器纸带夹子重物验证机械能守恒定律和数据处理 (4)重复几次，得到35条纸带。 (5)在打好点的纸带中挑选“点迹清楚且第一、二两点间距离约为2mm”的一条纸带，记下第一个点的位置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个连续的点1、2、3，并用刻度尺依次测出各点到位置O的距离，这些距离就是物体运动到点1、2、3、时下落的高度h1、h2、h3。 (6)应用平均速度就是

32、中间时刻的瞬时速度的方法 ，计算出各点对应的瞬时速度V1、V2、V3。 (7)把得到的数据真入表格里，计算各点对应的势能减少量mgh，以及增加的动能mV2/2，并比较是否跟理论一致。计算时g取当地的数值。验证机械能守恒定律和数据处理2、记录及数据处理g9.8m/s2，T0.02s 。AOEDCBh3(OD)h1(OB)h2(OC) Ep1mgh1Ep2mgh2Ep3mgh3 验证机械能守恒定律和数据处理121ssv2T+=232ssv2T+=343ssv2T+=2k111Emv2D=2k221Emv2D=2k331Emv2D=S1(AB)S2(BC)S3(CD)S4(DE) 验证机械能守恒定律

33、和数据处理3、结论：验证机械能守恒定律和数据处理(1)安装计时器时竖直架稳，计时器的两限位孔必须在同安装计时器时竖直架稳，计时器的两限位孔必须在同一竖直线上，以减少重物带动纸带下落过程受到的阻力。一竖直线上，以减少重物带动纸带下落过程受到的阻力。 (2)实验时必须先接通电源，然后松开纸带让重物下落。实验时必须先接通电源，然后松开纸带让重物下落。 (3)测量下落高度时，必须从起始点算起。选取的各计数测量下落高度时，必须从起始点算起。选取的各计数点要离起始点远些，可减少物体下落距离点要离起始点远些，可减少物体下落距离h的测量误差。的测量误差。纸带不宜过长，约纸带不宜过长，约40即可。因重物自由下落

34、时的加速即可。因重物自由下落时的加速度较大，每两个计数点间的时间间隔不一定取连打度较大，每两个计数点间的时间间隔不一定取连打5个点个点的时间为计时单位。的时间为计时单位。验证机械能守恒定律和数据处理(4)实验中因不需要知道动能和势能的具体数值，实验中因不需要知道动能和势能的具体数值，故不需测物体的质量故不需测物体的质量m。(5)实际上重物和纸带下落过中要克服阻力做功，实际上重物和纸带下落过中要克服阻力做功，所以动能的增加量要小于势能的减少量。所以动能的增加量要小于势能的减少量。(6)纸带的上端最好不要悬空提着，要保证重物纸带的上端最好不要悬空提着，要保证重物下落的初速度为零，并且纸带上打出的第

35、一个点下落的初速度为零，并且纸带上打出的第一个点是清晰的小点。是清晰的小点。(7)纸带挑选的标准是第一、二两点间的距离接纸带挑选的标准是第一、二两点间的距离接近近2mm。验证机械能守恒定律和数据处理(1)由于测量长度带来的误差属偶然误差，减小由于测量长度带来的误差属偶然误差，减小的办法一是测距离时都从起点的办法一是测距离时都从起点O量起，二是多测量起，二是多测几次取平均值。几次取平均值。 (2)实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力(主主要是打点计时器的阻力要是打点计时器的阻力)做功，故动能的增加量做功，故动能的增加量EK必定稍小于势能的减少量必定稍小于势能的

36、减少量EP，这是属于系，这是属于系统误差。统误差。验证机械能守恒定律和数据处理1、 在在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中，下面叙述正的实验中，下面叙述正确的是确的是 A应用天平称出重物的质量应用天平称出重物的质量 。B应当选用点迹清晰，第一、二两点距离约应当选用点迹清晰，第一、二两点距离约2mm的纸的纸带进行测量。带进行测量。 C操作时应先放纸带，后接通电源操作时应先放纸带，后接通电源 。D打点计时器应接在电压为打点计时器应接在电压为46V的直流电源上的直流电源上 。答案：B验证机械能守恒定律和数据处理2、在验证重锤自由下落过程中机械能守恒的实验中，下、在验证重锤自由下落过程中

37、机械能守恒的实验中，下列说法正确的是列说法正确的是 A实验时，应先接通打点计时器，等打点稳定后再释实验时，应先接通打点计时器，等打点稳定后再释放纸带放纸带B必须用天平称量所用重锤的质量必须用天平称量所用重锤的质量C为了方便，应在打下的纸带上每为了方便，应在打下的纸带上每5个点取一个计数点个点取一个计数点进行测量和计算进行测量和计算D本实验的系统误差，总是使重力势能的减少量大于本实验的系统误差，总是使重力势能的减少量大于动能的增加量动能的增加量 答案：AD验证机械能守恒定律和数据处理3、在、在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中：的实验中：需直接测量的物理量是需直接测量的物理量是_

38、；间接测量的物理量是间接测量的物理量是_。参考答案：重锤下落的高度h重锤运动的速度V验证机械能守恒定律和数据处理4、在、在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中，要验证重锤下的实验中，要验证重锤下落时重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是落时重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有( ) A用天平称出重锤的质量用天平称出重锤的质量B把电火花计时器固定到铁架台上，并用导线把它和把电火花计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来低压交流电源连接起来C把纸带的一端固定到重锤上，另

39、一端穿过电火花计把纸带的一端固定到重锤上，另一端穿过电火花计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度D接通电源，释放纸带接通电源，释放纸带E用秒表测出重锤下落的时间用秒表测出重锤下落的时间ABE验证机械能守恒定律和数据处理5、在、在验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律的实验中，打点计时器所的实验中，打点计时器所接交流电频率为接交流电频率为50Hz，当地重力加速度，当地重力加速度g9.80m/s2。实。实验选用重锤质量为验选用重锤质量为m(kg)，从所打纸带中选择一条合适的，从所打纸带中选择一条合适的纸带，此纸带第纸带，此纸带第1、2点间的距离应接近点间的距离应接

40、近 。纸带上连。纸带上连续的点续的点A、B、C、D至第至第1点点O的距离如图所示，则重锤的距离如图所示，则重锤从从O运动到运动到C，重力势能减少，重力势能减少_J，重锤经过，重锤经过C时时的速度为的速度为 m/s，其动能增加，其动能增加 J。OABCDcm43.049.656.162.8参考答案：2mm 5.50m 3.30 5.45m验证机械能守恒定律和数据处理9 9实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律和数据处理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

41、体，机械能守恒吗？ 质量为m的物体从O点自由下落，以地面为零参考面，经过A、B两点的速度分别为VA和VB，A、B两点距地面的高度分别为hA、hB。4、如何推导机械能守恒的表达式？、如何推导机械能守恒的表达式？验证机械能守恒定律和数据处理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和数据处理2A2B2121mvmvmgh 要证明上式是否成立，需要测量要证明上式是否成立，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？验证机械能守恒定律和数据处理测量这些物理量，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、重物、打点计时器、纸带、交流电源、

42、铁纸带、交流电源、铁架台、夹子、天平、架台、夹子、天平、毫米刻度尺毫米刻度尺验证机械能守恒定律和数据处理1、选择重物时，选轻一点的好还是重一点、选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？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。验证机械能守恒定律和数据处理2、安装打点计时器时，应注意什么问题？、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

43、架台上，并直方向，计时器要稳定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。将计时器伸出桌外。3、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，有利于进行在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算计算 验证机械能守恒定律和数据处理4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？怎样？先通电源，再释放纸带先通电源，再释放纸带5、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

44、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。验证机械能守恒定律和数据处理按如下实验步骤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将纸带穿过计时器，下端与重物相连将纸带穿过计时器，下端与重物相连 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，使器材复位整理器材，使器材复位验证

45、机械能守恒定律和数据处理讨论：如何选取纸带上的两点作为我们研究讨论：如何选取纸带上的两点作为我们研究过程的起点和终点？过程的起点和终点？ 终点可选择倒数第一个点或倒数第二个点，终点可选择倒数第一个点或倒数第二个点，从这一个点向前数从这一个点向前数46个点当起点，可以减个点当起点，可以减小这两个点的瞬时速度以及两点之间距离（高小这两个点的瞬时速度以及两点之间距离（高度度h）测量的误差。）测量的误差。验证机械能守恒定律和数据处理7113我们可以选取我们可以选取7、13两点，比较它们的机械能两点，比较它们的机械能E7和和E13,以点以点13为为0势能参考点，则有：势能参考点，则有： EK7mghEK

46、13验证机械能守恒定律和数据处理21mgh2mv验证验证： 计时器打下的第一个点作为起始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点，适当大距离后选一个点作终点Vh注意：必须保证纸带上的第一个点迹清晰，注意：必须保证纸带上的第一个点迹清晰，且是放手时打下的第一个点。且是放手时打下的第一个点。验证机械能守恒定律和数据处理 M kgh m VAm/s VBm/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： 验证机械能守恒定律和数据处理 因重物下落中要克服阻力因重物下落中要克服阻力做功，实验的动能增加量必定做功，实验的动能增加量必定稍小于重力势能减少量稍小于重力势能减少量