人教版 (2019)必修 第二册实验：验证机械能守恒定律教学课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第二册实验：验证机械能守恒定律教学课件ppt，共16页。PPT课件主要包含了实验目的，验证机械能守恒定律，实验原理，速度的测量，实验过程，打纸带，选纸带，数据处理，测量计算，验证机械能守恒等内容，欢迎下载使用。
1、在只有重力做功的自由落体运动中，物体机械能总量保持不变。测量下落高度h和对应位置的速度v,算出重力势能的减少量mgh与动能增加量，看它们在实验允许的范围内是否相等，如果相等，则验证量机械能守恒定律。
在起始点标上0，在以后各计数点依次标上1、2、3…，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3…。利用公式 计算出点1、点2、点3…的瞬时速度v1、v2、v3…。
【典例1】图1是某同学验证机械能守恒定律实验装置，提供的器材如下：铁架台、电磁打点计时器、学生电源、导线若干、纸带、重锤、铁夹。当地的重力加速度g取9.8 m/s2。
(1)该同学还应补充的实验器材是__________。(2)图2是该同学将打点计时器连接至电源的情景，连接正确的是__________(选填“甲”或“乙”)。
(3)该同学实验中得到的一条纸带如图3所示，已知打点计时器无故障且打点正常，则由此判断该同学在实验中最有可能的错误操作是___________________________。
由于纸带上的点少且距离比较大，所以可能的操作是先释放了纸带后接通了电源
(4)该同学正确操作得到的一条纸带如图4所示，O点对应重锤做自由下落的初始位置，该同学从合适位置开始选取了三个连续的计数点A、B、C，OB距离已在图中标出。该同学选择OB段来验证重锤的机械能是否守恒，则他还需__________。A. 仅测量AC段的长度　　 B．仅测量AB段的长度C．仅测量OC段的长度 D．仅测量OA段的长度
(5)他又从几条纸带中选择了一条较为理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到O点的距离(单位：mm)如图5所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E分别是每打两个点取出的计数点(所用电源的频率为50 Hz)。若重锤的质量为0.05 kg，则重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能是__________J，从重锤下落到打B点时增加的动能是__________J，据此得到的结论是 _______________________________________ _ (g取9.8 m/s2，结果保留三位有效数字)
在实验误差允许的范围内，重锤的机械能守恒。
ΔEp＝mgh＝0.05×9.8×0.195 J≈9.56×10－2 J
B点的瞬时速度vB≈1.94 m/s，从重锤下落到打B点时增加的动能ΔEk≈9.40×10－2 J
【典例2】用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律，轻杆两端固定两个大小相等但质量不相等的小球P、Q，杆的正中央有一光滑的水平转轴O，使杆能在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门，小球通过轨迹最低点时，球心恰好通过光电门。已知重力加速度为g。　　
(1)用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径d＝__________cm。
(2)PQ从水平位置由静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为Δt，则小球P经过最低点时的速度v＝______________(用物理量符号表示)。(3)小球P通过最低点时，测得两小球P、Q球心间距离为L，小球P的质量是2m，Q的质量为m，则PQ系统重力势能的减小量ΔEp＝__________，动能的增加量为ΔEk。若在误差允许范围内，总满足ΔEp__________(选填“＜”“＝”或“＞”)ΔEk，则可证得系统机械能守恒。
【典例3】(2020•武威模拟)图甲为某实验小组做“验证机械能守恒定律”的实验装置，光电门 A、B 固定在气垫导轨上，细线两端分别与钩码和滑块相连，重力加速度为 g。 (1)实验的主要操作如下： ①按图组装好实验器材； ②让滑块从气垫导轨上光电门A的右侧某位置由静止释放；③记录遮光条通过光电门A、B所用的时间分别为t1、t2；④改变光电门B的位置，进行多次实验。为完成该实验，还缺少的主要操作是__________________；
(2)实验中还需要测量的物理量有__________；①滑块的长度D；②遮光条的宽度d；③两个光电门之间的距离L；④滑块(含遮光条)的质量M；⑤钩码的质量m。