高中物理教学课件：必修二8-5实验验证机械能守恒定律.pptx

实验:验证机械能守恒定律

将质量很大的两个钢球(质量不同)由静止释放.大钢球会追上小钢球吗？

两球组成的系统，机械能守恒吗？

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机械能守恒定律是自然界的物理规律，不是动能定理的推论.物理定律来源于各类现象的研究和分析，自然规律只能被发现，无法被创造.

任何物理定律要经受实验的检验.

问题：你能举出机械能守恒的情境吗？

如何设计实验验证机械能守恒定律？

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一、研究自由下落物体的机械能

问题1.阻力与哪些因素有关？如何减小阻力？对物体有何要求？

粉笔头、纸团、签字笔、钢球、重锤、书籍等.哪些物体能作为实验材料？

问题2：如何测量物体速度？如何测重力势能?需用到哪些器材？

问题3：如何验证机械能是否守恒？

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A点速度vA=xA/(2T) B点速度vB=xB/(2T)

若1/2·mvB2-1/2·mvA2=mgh说明机械能守恒

思考与讨论：①重物质量必须测量吗？

②重力加速度取多少？

若vB2/2-vA2/2=gh，机械能守恒

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h

问题4：数据记录表格？数据处理方法？

问题5：重物初始位置在哪里？为什么？

问题6：若打不出点或打点不清晰，原因可能是什么?如何解决？

问题7：实验中选用两个点处理数据.若动能变化量和重力势能减少量近似相等，能验证机械能守恒吗？

如何提高实验的可信度？

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验证起始点到各计数点动能增加量和势能减少量是否相等

计算出计数点1的速度v1，算出各计数点的速度vi，测量计数点i到计数点1的距离hi。

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实验步骤

将打点计时器放置在实验台桌面边缘.保证重锤下落时不与其他物体发生碰撞.

纸带连接重锤.将纸带穿过打点计时器的限位孔，用手提着，重锤初始位置靠近打点计时器.

接通打点计时器的电源，1-2s后，释放纸带。

舍弃开头过于密集的点,选择一个点作为起始点.在起始点下方标记0，然后每隔适当点，选择下一个计数点,标记1、2、3……。

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将刻度尺压在纸带上，并使某个示数与计数点0对齐，读取各计数点在刻度尺上的示数.记录在表格中.

计算各计数点的瞬时速度.

选择较远的两个计数点，计算出动能变化量和势能变化量，比较在误差范围内是否近似相等.

选择其他数据，比较结论是否相同.

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思考与讨论：分析表中数据，你能得到什么结论？

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计数点

坐标/cm

t/s

v/(m·s-1)

(vi2-v12)/2

gh1-i

0

0.00

0

——

——

——

1

2.60

0.04

0.84

0

0

2

6.68

0.08

1.22

0.396

0.400

3

12.36

0.12

1.64

1.000

0.957

4

19.82

0.16

2.02

1.689

1.688

5

28.51

0.20

2.40

2.543

2.539

6

39.06

0.24

2.82

3.617

3.573

7

51.04

0.28

3.16

4.636

4.748

8

64.32

0.32

——

——

——

二、研究沿斜面下滑物体的机械能

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测得图中L=1m,x=0.5m,H=20cm,m=500g.滑块通过G1和G2的时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s，当地重力加速度g=9.80m/s2.试判断机械能是否守恒.

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说一说：对比自由落体运动实验和气垫导轨实验验证机械能守恒定律，它们分别有什么优势和不足？

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课堂小结

研究自由下落物体的机械能

1.实验操作

2.计算速度

3.验证守恒方法、数据处理

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作业

复习实验原理，设计实验数据记录表格，为实验做好准备.

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