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(共22张PPT)
5 实验：验证机械能守恒定律
第八章 机械能守恒定律
☆生活情景：根据所学知识思考以下生活中的情景，是否满足机械能守恒的规律
创设情景，提出问题
新课教学
人工打夯
骑自行车下坡
荡秋千的少女
☆模型归纳：如果要验证以下情景中的机械能守恒定律成立，可以将其抽象为什么样的物理模型。
创设情景，提出问题
新课教学
人工打夯
骑自行车下坡
荡秋千的少女
自由落体
沿光滑斜面下滑小球
单摆
方案一：验证自由落体中的机械能守恒
制订方案，设计实验
新课教学
测量参量：根据实验目的，我们可以得到需要测量的物理参量
想一想：为什么不需要测量物体的质量
实验目的：验证在自由落体的过程中是否满足机械能守恒，即满足方程
制订方案，设计实验
新课教学
实验器材：根据需要测量的物理参量，我们可以得到需要的实验器材
重物、铁架台、打点计时器和纸带、毫米刻度尺、夹子
方案一：验证自由落体中的机械能守恒
实验装置：如图所示
制订方案，设计实验
新课教学
方案一：验证自由落体中的机械能守恒
实验步骤：
1、将打点计时器固定在铁架台上，把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。
2、用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近。然后先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。
3、更换纸带，重复几次。
4、选择合适的纸带，处理数据。
制订方案，设计实验
新课教学
注意事项：
1、安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，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，可使空气阻力减小。
3、选用纸带时应尽量挑选第一、二点间距接近2mm的点迹清晰且各点呈一条直线的纸带。
方案一：验证自由落体中的机械能守恒
制订方案，设计实验
新课教学
数据处理：将数据记录到以下表格中
测量点n 1 2 3 4 5 6
位置坐标hn /m
速度vn /(m/s)
vn 2
ghn
方案一：验证自由落体中的机械能守恒
制订方案，设计实验
新课教学
数据处理2：根据表格中的数据做出图像，并思考图像斜率的物理意义
数据处理1：根据表格中的数据验证是否满足关系式
方案一：验证自由落体中的机械能守恒
方案二：验证物体沿光滑斜面下滑时的机械能守恒
实验目的：验证物体沿光滑斜面下滑时是否满足机械能守恒，即满足方程
制订方案，设计实验
新课教学
测量参量：根据实验目的，我们可以得到需要测量的物理参量有：气垫导轨的倾斜高度h、气垫导轨的长度l、光电门之间的距离x、遮光条宽度d以及通过光电门的时间t
制订方案，设计实验
新课教学
实验装置：如图所示
实验器材：根据需要测量的物理参量我们可以得到需要的实验器材有：带挡光条的小车、气垫导轨、光电门和数字计时器、毫米刻度尺、 游标卡尺
方案二：验证物体沿光滑斜面下滑时的机械能守恒
制订方案，设计实验
新课教学
实验步骤：
1、在气垫导轨上相隔一定距离安装两个光电门A、B并测出光电门之间的距离x；
2、用游标卡尺测量出遮光条的宽度d，然后将其固定在小车上；
3、把气垫导轨放在桌面上，调成倾斜状态，测量出较高一端距离水平桌面的高度h和气垫导轨的长度l；
4、将小车放在气垫导轨较高的一端由静止释放，依次记录下小车经过两个光电门的时间△t1，△t2
方案二：验证物体沿光滑斜面下滑时的机械能守恒
制订方案，设计实验
新课教学
注意事项：
1、气垫导轨的阻力很小，所以倾斜的倾角不需要太大
2、两个光电门之间的距离应该尽量大一些
3、遮光条的宽度应该适当的窄一些
4、可以改变两个光电门的距离重复实验步骤，进行多次试验
方案二：验证物体沿光滑斜面下滑时的机械能守恒
制订方案，设计实验
新课教学
数据处理：将数据记录到以下表格中
测量点n 1 2 3 4 5 6
光电门间距离x /m
导轨倾斜高度h/m
导轨长度x/m
遮光条宽度d /m
通过光电门时间t1/s
通过光电门时间t2/s
方案二：验证物体沿光滑斜面下滑时的机械能守恒
制订方案，设计实验
新课教学
数据处理：根据表格中的数据验证是否满足关系式
方案二：验证物体沿光滑斜面下滑时的机械能守恒
应用规律，反思改进
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小华设计了如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，提供的实验器材如下：
A.小车 B.钩码 C.一端带定滑轮的木板 D.细线E.电火花计时器
F.纸带 G.毫米刻度尺 H.低压交流电源 I. 220V的交流电源
(1）实验中不需要的器材是______（填写器材序号），还应补充的器材是___________。
H
天平
（2）实验中得到了一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0~6），测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6，打点周期为T．则打点2时小车的速度v2=_______。若测得小车质量为M、钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为_____________________。
（3）实验中，钩码减少的重力势能
总是略大于系统增加的动能，主要
原因是________________________.
应用规律，反思改进
新课教学
小车和纸带受到阻力
应用规律，反思改进
新课教学
1.误差分析
(1)测量误差：减小测量误差的方法，一是测下落距离时都从0点量起，一次将各打点对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值。
(2)系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量 必定稍小于重力势能的减少量
，改进办法是调整安装的器材，尽可能地减小阻力。
应用规律，反思改进
新课教学
2．注意事项
(1)打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以减少摩擦阻力。
(2)重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。
(3)应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落。
(4)测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用 ，不能用 来计算。
建构体系
课堂小结
验证机械能守恒定律
创设情境，提出问题
制定方案，设计实验
分组实验，采集数据
分析论证，得出结论
规律应用，反思改进
根据所学知识思考以下生活中的情景，是否满足机械能守恒的规律
两个方案：测速方法的不同
（1）自由落体下的机械能守恒
（2）频闪法
（3）沿光滑斜面下滑的物体机械能守恒
记录实验数据
表格法
图像法
(1)例题解析
(2)实验误差的改进措施
课外拓展——验证机械能守恒的其他方案
利用光电门测速度
利用刻度尺测高度
验证钩码和小车组成的系统的机械能守恒
感谢观看，你今天收获了什么？

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