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(共30张PPT)
8.5 实验：验证机械能守恒定律
实验思路
实验原理与设计
实验案例
思考：机械能守恒的条件是什么？它有哪些表达形式？
1.条件：仅有重力或弹力做功。
2.表达式：
（1）守恒的角度：E1 = E2
（2）转化的角度： △Ek增 = △ EP减
（3）转移的角度： △EA增 =△ EB减
一、实 验 思 路
二、实验原理与设计
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
物体沿光滑斜面下滑
小球的摆动
思考：
如何验证自由落体运动的机械能守恒？
自由落体运动
O
B
一、实验目的:
借助自由落体运动来验证机械能守恒定律
案例一：
二、实验器材：
打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。
打点计时器
纸带
重物
？
铁架台
①用天平测量重物的质量
②按照如图所示装置安装打点计时器
③将纸带穿过计时器，下端与重物相连
④接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带
⑤及时切断电源，取下纸带，标上纸带号
⑥更换纸带，重复以上步骤
⑦整理器材，使器材复位
三、实验步骤
？
=
h
h2
h1
O
A
B
C
？
=
需要测量起点O到A、B、C三点的距离h1、h、h2
？
=
方法一：利用起始点和第n点
四、数据处理
若以重物下落过程中的某一点A为基准，设重物的质量为m，测出物体对应于A点的速度vA 再测出物体由A点下落△h后经过B点的速度vB 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。
方法二：任取两点计算
从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的v2/2，然后以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2/2－h图线．
结论：若在误差允许的范围内，图象是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律．
0
h
该图象的斜率表示什么？
？
=
方法三：作v2/2－h图象．
五、误差分析
一：系统误差
二：偶然误差
五、误差分析
六、注意事项
1、选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？
我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重物。
2、安装打点计时器时，应注意什么问题？这样做的目的是什么？
计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，计时器要稳定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。
减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差；保证重物有足够的下落空间，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算。
3、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？
先通电源，再释放纸带
4、释放纸带时应注意什么问题？
释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端，确保重物由静止释放。
六、注意事项
【典例1】［2017·天津卷］如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
练一练：
（2）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是　　　　。
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.精确测量出重物的质量
D.用手托稳重物，接通电源后，释放重物
AB　
（1）某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________。
A.OA、AD和EG的长度 B.OC、BC和CD的长度
C.BD、CF和EG的长度 D.AC、BD和EG的长度
BC　
练一练：
二、实验原理
借助沿斜面下滑物体验证机械能守恒定律
一、实验目的：
物体沿光滑斜面下滑时，虽然受到重力和斜面的支持力，但支持力与物体位移方向垂直，对物体不做功，这种情况也满足机械能守恒的条件：
物体沿光滑斜面下滑
案例二：
三、实验器材:
气垫导轨和数字计时器
气垫导轨
光电门
数字计时器
实验操作中，把气垫导轨调成倾斜状态，滑块沿倾斜的气垫导轨下滑时，重力势能减小，动能增大。测量滑块和挡光片的质量，用光电门测量滑块的瞬时速度。测量滑块下降的高度 Δh 和初、末速度 v1、v2，就可以验证机械能是否守恒。
四、实验步骤
练一练：
练一练：
二、实验原理
借助单摆验证机械能守恒定律
一、实验目的：
单摆中的小球运动时，虽然受到重力和细绳的拉力，但拉力与物体位移方向垂直，对物体不做功，这种情况也满足机械能守恒的条件：
案例三：
小球的摆动
练一练：
练一练：
感谢倾听

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