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【新步步高】高一物理人教版必修2课件:7.9 实验:验证机械能守恒定律 1


人教版必修2 第七章 机械能守恒定律 第九节 实验:验证机械能守恒定律 实 验 原 理 在自由落体运动中,若物体下 落高度h 时的速度为v ,则 1 mgh = 2 mv 2 h v 实 实验器材:打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻 验 度尺、铁架台(带铁夹)、学生电源等。 器 材 纸带 打点计时器 铁架台 ? 夹子 重物 ? 打点计时器的作用是什么?

? 重物选取的原则是什么?为什么? ? 密度比较大,质量相对比较大,可以减小因为空气 ? ? ? ? 阻力带来的误差. 实验中还有哪些应该注意的地方? 计时器要稳定在铁架台上,计时器平面与纸带限位 孔调整在竖直方向,铁架台放在桌边,计时器距地 面的距离大约是1 m. 这样做的目的是什么? 计时器平面与纸带限位孔在竖直方向上的目的是减 小摩擦以减小实验误差的产生,铁架台放在桌边有 利于重物下落到地面上,计时器距地面的距离较大 的目的是能够有充足的时间使重物下落,以便在纸 带上能够打出较多的点,有利于进行计算. 实 验 步 骤 ? 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2 mm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度 h1\h2\h3,……记人表格中. 测量点n 高度hn /m 速度vn /m/s 1 2 3 4 5 6 势能EP /J 动能EK /J 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,并进行比较.看是否相等,将数值填人表格内. 问 题 1 本实验要不要测量物体的质量? 1 mgh = 2 mv 2 1 2 gh = 2 v 无需测量物体的质量 如果实验要求计算势能和动能的具体 数据,那就必须要知道物体的质量。 问 题 起始点 1 h 1 2 gh = 2 v 纸带上的第一个点为计时起点0 (起始点的速度应 该为零,即打点计时器在纸带上打下第一个点时纸 带刚开始下落)。 对于实际获得的纸带,如何判定纸带上的第一个点 就是纸带刚开始下落时打下的呢? 1 gt2 = 1×9.8×0.022m ≈2×10-3m = 2 mm x=2 2 纸带上的头两个点间的距离应接近2mm。 思 考 可以回避起始点吗(即处理纸带时可以不用到起 始点吗)? A Δh B 我们可以选取A、B两点,比较它们的机械 能EA和EB。若以点B为0 势能点,则有: EKA+mgΔh=EKB 问 题 3 如何测量物体的瞬时速度? x vAC = — = vA + at 2t vB = vA + at 1 x = vA(2t) + — a(2t)2 2 vC vB v vA 0 vB = vAC t 2t t 做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度,等 于相邻两点间的平均速度。 思 考 这种方法是根据机械能守恒定律得 到的,而我们的目的就是验证机械 能守恒定律,所以不能用。 速度能不能用 v = 2gh 或 v

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