高中物理9.实验：验证机械能守恒定律教课内容ppt课件

这是一份高中物理9.实验：验证机械能守恒定律教课内容ppt课件，共27页。PPT课件主要包含了机械能守恒，学生电源等内容，欢迎下载使用。

1．实验目的验证 定律．
3．实验器材铁架台、夹子、、纸带及复写纸片、毫米刻度尺、重物(可用钩码代替)、导线．
考点　实验过程1．实验步骤(1)安装置：按图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路．(2)打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落．更换纸带，重复做3～5次实验．
2．注意事项(1)打点计时器要稳定地固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，以减小摩擦阻力．(2)应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，使空气阻力减小．(3)实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待接通电源、打点计时器工作稳定后，再松开纸带．(4)测下落高度时，要从第1个打点测起，并且各点对应的下落高度要一次测量完．
3．误差分析(1)本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点计时器的阻力)做功，故动能的增加量ΔEk稍小于重力势能的减少量ΔEp，即ΔEk<ΔEp，这属于系统误差．改进的办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力．(2)本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差．减小误差的办法是测下落距离时都从0点量起，将各打点对应的下落高度一次测量完；或者通过多次测量取平均值来减小误差．
【案例1】　如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．回答下列问题：
(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______(填选项前的字母)．A．米尺B．秒表C．0～12 V的直流电源D．0～12 V的交流电源(2)实验中误差产生的原因有____________．(写出两个原因)(3) 某同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案正确的是：( )
A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v.
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.以上方案中只有一种正确，正确的是________．(填入相应的字母)【解析】　(1)打点计时器需要交流电源，测量高度h和纸带上计数点之间的距离需要米尺．所以选A、D.(2)此实验主要误差来源有两方面：①摩擦阻力；②测量误差．
(3)在验证机械能守恒定律的实验中不能将物体下落的加速度看做g，只能把它当做未知的定值，所以正确方案只有D项．【答案】　(1)A、D　(2)纸带和打点计时器之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差．(3)D
【案例2】（2011·海南高考）现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t.用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作图：
（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_________，动能的增加量可表示为_________.若在运动过程中机械能守恒，1/t2与s的关系式为1/t2=___________.
（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值.结果如下表所示：以s为横坐标，1/t2为纵坐标，在如图位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=_____×104 m-1·s-2（保留3位有效数字）.
由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出 直线的斜率k0，将k和k0进行比较，若其差值在实验允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律.【解析】（1）当滑块运动到B点时下降高度设为h′，此时砝码上升的高度为s，由几何关系可知h′=hs/d，故系统减少的重力势能为Ep=Mgh′-mgs=（Mh-md）gs/d.由于系统从静止开始运动，运动至B点时的速度vB=b/t，
故动能的增加量 .由ΔEp=ΔEk可解得 .（2）描点及作直线见图.
在图中直线上取相距较远的两点，读出两点坐标，由 可得k=2.40×104 m-1s-2.