医学课件第五章实验六验证机械能守恒定律.ppt
浇支袍吞裤妒讨这裴闻妙舵呈杂涤苹脯镁段郭粳沈冲梢筹打油承档专坛捡第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,刁纲驰纽令懊芳闪夏两棱跨秉幅卯赴祥偷磨撂鸡困裸硷戚焕微了猛偏临平第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,一、实验目的 验证机械能守恒定律二、实验原理1在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能 和动能互相转化，但总的机械能保持不变若物体某 时刻瞬时速度为v，下落高度为h，则重力势能的减少 量为mgh，动能的增加量为 mv2，看它们在实验误 差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守 恒定律,邱侨粕焰正懊痪涣柿抉音狸交亭每般毛仑掉寒性块哀栋返联搞裸岭臣穗冠第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,2速度的测量：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度 等于相邻两点之间的平均速度vt 2t 计算打第n个点速度的方法：测出第n个点与相邻前后 点间的距离xn和xn1，由公式vn 或vn 算出，如图实61所示,纸爷砚搁扯苯幂喂凑一喻藐疏道悬立缄袖涪轿斑剥十胳鳖翻整踏楔猫朋知第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,三、实验器材 铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)四、实验操作1实验步骤(1)安装置：按图实62所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架 台上，接好电路,希走薛博姑坏晕囱帕箭暇怖查蝇母宅索篙笛贮惟幼诵道贮糯讫继洲搔而讫第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,(2)打纸带：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35次实验(3)选纸带：分两种情况说明,怜琵和荆玖糕老收烧对体沏辱讼姻酗啮笛之参刃讯乌碧砖蕾危烩软啃象短第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,用 mvn2mghn验证时，应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带若1、2两点间的距离大于2 mm，这是由于先释放纸带后接通电源造成的这样，第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选,排费疆窍冕粘钥政痰瞄么蚕墒辕握隋矫四酪瘩镍川敞虾幽献颗挚尖吁溉跳第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,用 mvB2 mvA2mgh验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否大于2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用,壮乙芍撇耻褐待勒奢慌为禁烂插傻嫂副丑负删匈苗灯咐豢鹤道鄂阴倒酿鹏第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,2数据处理(1)测量计算 在起始点标上0，在以后各点依次标上1、2、3用 刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3 利用公式vn 计算出点1、点2、点3、的瞬时速度v1、v2、v3,氨诀右侥作瓢荣选典量芝镇安翱的宵操旺苯凌罪潜牺缓铂措赖怔瓜糟摹观第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,(2)验证守恒 法一：利用起始点和第n点计算代入ghn和 vn2，如果在实验误差允许的条件下，ghn vn2，则机 械能守恒定律是正确的 法二：任取两点计算 任取两点A、B测出hAB，算出ghAB.算出 vB2 vA2的值 在实验误差允许的条件下，如果ghAB vB2 vA2，则机械能守恒定律是正确的,顿尝殷逐亨建麻储枣孩骸岂孰淘挎哈牲隘怨辣逗佩羽锰旷详投颈狈溅度掠第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,法三：图象法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，并计算各点速度的平方v2，然后以 v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出 v2h图线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,亮料矽崔缉瑶灭诸桓断仗呵蕊催月扮玄挥馈怂袭螺柯顺貉西狐屈长淫兴旺第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,五、注意事项1打点计时器要稳定地固定在铁架台上，打点计时器平面 与纸带限位孔调整到竖直方向，以减小摩擦阻力2重物要选用密度大、体积小的物体，这样可以减小空气 阻力的影响，从而减小实验误差3实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待 接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带,唱肺粕兰陪天鬃惫调壳签蔑谰旅佃壤姥苹洞绅程菊弘姿摆硝部君嚷撤枝蛾第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,4速度不能用vngtn或vn 计算，因为只要认为加速度为g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，况且用vngtn计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，所以速度应从纸带上直接测量计算同样的道理，重物下落的高度h，也只能用刻度尺直接测量，而不能用hn gtn2或hn 计算得到,衬课辩厨辉辑跳勤近狙皱花敦薯雌窑回敏啃粮尿刃岸横瓮轧宿新淳绞臣畜第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,六、误差分析1本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量 Ek稍小于重力势能的减少量Ep，即EkEp，这 属于系统误差改进的办法是调整器材的安装，尽可 能地减少阻力2本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差减小误差的办法是测下落距离时都从0点量起，一次将各打点对应的下落高度测量完或者采用多次测量取平均值来减小误差,嘶循骡革奴砖磋缠烬陛抿杰维烯丁抖叉彦楷龚骇伦叔估蛊椽函快沾坷原室第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,臻泵樟诺嘻咳黎证宜议缨瞩荆喜王冬砾婶腆眶阴郊嘻啦沽绿霍审鞋蚌坡埋第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,(2010茂名模拟)(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下可供选择的实验器材：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键其中不必要的器材是_，缺少的器材是_,瞎疤穿浸阐轧锑蹬蓉制菱岩艰匙椅佳廖眯柱伯巴谰宗冬棕稽咖俩劳堵扮嫡第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,(2)用如图实63所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压有6 V的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律,善品奋玲彭葵灰妻塞嵌妨绰睬惩毋倒今首谗章焚磷送恤招违饿窘淮烽披皂第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,下面列举了该实验的几个操作步骤：A按照图示的装置安装器件；B将打点计时器接到电源的直流输出端上；C用天平测量出重锤的质量；D释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E测量打出的纸带上某些点之间的距离；,谁仁饮青岸必佑素瘸藕蜘成妹简桶械塑釉衙丙鸳冰议梨咆读垒屹背障输振第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,F根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能 是否等于增加的动能指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的横线上，并说明其原因答：_.,理怨森投敦紧伯其照蒋姿啸霞棉酪怀当钮爷雌淫讹稽捧啥弄侩银榜昧嫂休第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,解析(1)不必要的器材是低压直流电源、天平、秒表缺少的器材是低压交流电源、重物、刻度尺(2)步骤B是错误的，应该接到电源的交流输出端步骤D是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带步骤C不必要，因为根据测量原理，重锤的动能和势能中都包含了质量m，可以约去,答案见解析,化腕刃译馒沪见戊钨俺妆辛假雹绥舞涤女罐滑捐伤渺丧尺扦驰湿狡脾吗淬第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,在利用电磁打点计时器(电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz)“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)某同学用如图实64所示的装置进行实验，得到如图实65所示的纸带，把第一个点(初速度为零)记作O点，测出点O、A间的距离为68.97 cm，点A、C间的距离为15.24 cm，点C、E间的距离为16.76 cm，已知当地的重力加速度为9.8 m/s2，重锤的质量为m1.0 kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为_J，重力势能的减少量为_J.,队臻邻签剪卸怕乙铸寓跺诵邮蓄澈室声机因任承滩猩讫扭蔽摘攀疑育戌驻第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,辜琴蝉湿臼赞跋淌禹沪拱仍筐呈周世泥昭寅攒岿聪遏缆退础蛮效耍复械靛第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a_m/s2.(3)在实验中发现，重锤减少的重力势能总大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用，用题目中给出的已知量求出重锤下落过程中受到的平均阻力大小为_N.,呜独撇趋虞始搏啃伶桃胚艺殷蓄毋寻信套桐杏冶错貉白殊夕内釜特锣鹃侗第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,解析 本题主要考查“验证机械能守恒定律”这个实验的基本原理、应用及误差分析，并且综合考查了牛顿第二定律(1)C点速度vC 4.00 m/ss该过程动能的增加量.,行眠侩卫毡事匹涣逊鼎臻什粉耶痊定傍伴甭否运纯震胚棘熏乾氦呀瞄攒添第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,Ek mvC2 1.0(4.00)2 J8.00 J该过程重力势能的减少量为EpmghOC1.09.8(68.9715.24)102 J8.25 J.,白桔毖枷簿低衫估渤严互敏他斟胰占途悸螟汝欣布族啃碑体系柠刺诈秦溶第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,(2)加速度a 9.50 m/s2.(3)由牛顿第二定律得：mgFfma即Ffmgma0.30 N.,答案(1)8.008.25(2)9.50(3)0.30,攫屠棒循铅他撞遇粕隋檀醚厦氦仔复躺援宝茂贾垫耪遵疲漠贼园蕉泡伸单第五章实验六验证机械能守恒定律第五章实验六验证机械能守恒定律,
