物理必修 第二册实验:验证机械能守恒定律教学课件ppt

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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。如果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，那么需要怎样的实验过程才能满足？
1.沿固定光滑斜面下滑的滑块机械能守恒吗？
沿固定光滑斜面下滑的滑块机械能守恒
2.小球来回摆动时，机械能守恒吗？
小球来回摆动时，忽略空气阻力，机械能守恒
1.通过研究物体在自由下落过程中动能与势能的变化，验证机械能守恒定律。2.理解实验中测物体在纸带上某点对应时刻的瞬时速度的方法。3.能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论。
思考：我们熟知的运动中，哪些运动满足仅有重力做功？
自由落体运动过程中物体只受重力，只有重力做功，重力势能转化为物体的动能，满足机械能守恒定律；物体在光滑斜面下滑也只有重力做功，机械能守恒，但是需要气垫导轨提供摩擦阻力较小的斜面。对于其他更复杂的运动模型，实验起来也更加繁琐，因此我们选用自由落体运动来验证机械能守恒定律。
借助自由落体运动来验证只有重力做功时，系统机械能守恒定律
物体自由下落时，如果不计空气阻力，这时物体的机械能守恒，也就是重力势能的减少等于动能的增加。具体地说：若以重物下落的起始点O为基准，设重物的质量为m，测出物体自起始点O下落距离h时的速度v，则在误差允许范围内，由计算得出 机械能守恒定律即被验证。
铁架台、打点计时器、交流电源、纸带、重物、天平、砝码、刻度尺。
1.把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生电源和打点计时器接好。2.把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近。3.接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重锤自由下落，打点计时器应该在纸带上打出一系列的点。4.重复上一步的过程，打三到五条纸带。
5.选择一条点迹清晰且第l、2点间距离接近2mm的纸带，在起始点标上0，以后各点依次为1、2、3……用刻度尺测量对应下落的高h1、h2、h3、……记入表格中。
6.用公式vn=hn+1+hn-1/2t，计算出各点的瞬时速度v1、v2、v3……并记录在表格中。7.计算各点的重力势能的减少量mgh和动能的增加量1/2mvn2，并进行比较．看是否相等，将数值填入表格内。
(1)计算各点对应的瞬时速度：如图所示，根据公式vn= ，计算出某一点的瞬时速度vn。
(2)验证方法利用起始点和第n点。选择开始的两点间距接近 的一条纸带，打的第一个点为起始点，如果在实验误差允许范围内 ，则机械能守恒定律得到验证。
六、实验中需要注意的问题① 重物下落过程中，除了重力外会受到空气阻力和摩擦阻力，应该用较小的金属重物来减小阻力的影响，实验时让打点计时器处于竖直面内，使两限位孔连线竖直，拉直纸带上端以减小空气阻力。②重物下落时，最好选择初位置和与初位置较远的另一个位置作为过程的开始和结束的位置。七、A、B、C 是记录做匀加速直线运动物体的纸带上相邻的三个点。根据学过的匀变速直线运动的规律可知，物体某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度。
可以回避起始点吗（即处理纸带时可以不用到起始点吗）?