人教版 (2019)必修 第二册5 实验：验证机械能守恒定律教课ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第二册5 实验：验证机械能守恒定律教课ppt课件，共21页。PPT课件主要包含了实验数据记录表格，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
　　机械能守恒定律阐述了在只有重力或弹力做功的系统内，动能和势能相互转化时总的机械能保持不变。　　请同学们设计实验来验证机械能守恒定律。
　　在蹦极的过程中，系统机械能守恒吗？为什么？　　(1)系统机械能守恒。因为在蹦极的过程中，人只受到了重力和弹力。　　(2)系统机械能不守恒。因为在蹦极的过程中，人除了受到了重力和弹力，还受到了空气阻力，所以机械能不守恒。　　如果可以忽略空气阻力的影响，系统机械能守恒吗?　　可以认为系统机械能守恒。
环节一：依据机械能守恒定律，设计实验方案
　　从实际情况到物理模型，还是有差异的。那么，我们该设计什么样的实验情境来验证机械能守恒定律呢？　　(1)可以选择自由落体运动、抛体运动、物体沿光滑轨道下滑、弹簧和小球组成的系统来进行验证。　　(2)应该选择质量大、体积小且表面比较光滑的物体来进行实验。
　　所以，只要测量出重物下落的高度、初状态的速度和末状态速度，在实验误差范围内满足重力势能的减少量等于动能的增加量，就可以验证机械能守恒。　　实验器材可以选用打点计时器，得到重物下落过程中的纸带。　　通过纸带，用刻度尺测量出重物下落的高度，再利用纸带数据可以计算出初状态和末状态的速度，就可以验证机械能是否守恒了。
实验器材　　打点计时器、低压交流电源、带有铁夹的铁架台、纸带、复写纸、带夹子的重物、刻度尺、导线等。实验过程　　我们该如何进行实验操作？实验操作过程中，我们要注意哪些细节呢？
环节二：根据实验原理，明确实验步骤，搭建　　　　实验器材，完成实验数据测量
　　首先，组装实验装置，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。然后，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。最后，对得到的纸带进行数据处理，分析实验数据，得到实验结论。
　　实验操作过程中，为了尽可能减小实验误差，我们要注意哪些环节?　　只有重力或弹力做功时，系统机械能守恒。在这个实验过程中，要尽可能地减小空气阻力和摩擦力。所以，应选用质量和密度较大的重物，使重物受到的重力远大于重物受到的空气阻力和摩擦力，可使空气阻力和摩擦力的影响相对减小。　　另一方面，打点计时器要固定在稳定的铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔要调整到沿竖直方向，以减小摩擦力。同样，实验中要保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，先接通电源，待打点计时器工作稳定后，再放开纸带。
环节三：处理数据，得出结论，分析实验误差，　　　　验证机械能守恒定律
实验结论　　在实验误差范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量，系统机械能守恒。
实验误差分析　　我们发现重力势能的减少量总是稍大于动能的增加量，这是为什么呢？　　实验过程中存在着阻力，阻力做负功会使系统损失一定的机械能，物体实际下落的过程中，减少的重力势能一部分转化为动能，一部分转化为内能。所以，重力势能的减少量会略大于动能的增加量。　　该类由于测量方法本身所造成的误差，我们称之为系统误差。