《5 实验：验证机械能守恒定律》优质教学PPT课件（统编人教版）下载

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【实验原理与设计】

1.实验的基本思想——验证性实验:

验证在自由落体运动中,物体下落过程减少的重力势能和增加的动能相等。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。

(2)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xn+1,由公式vn= 或vn=

算出,如图所示:

2.实验设计——两个物理量的测量方法:

(1)高度h的测量

用刻度尺测量物体下落过程的高度h。

(2)速度v的测量

利用匀变速直线运动中某段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,来求某点的瞬时速度。

【实验过程】

一、实验步骤

1.安装置:按图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上,接好电路。

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3～5次实验。

3.选纸带:

(1)用 =mghn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。这样纸带上的第1个点就不是运动的起始点了,这样的纸带不能选。

(2)用 =mgΔh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为2 mm就无关紧要了,所以只要后面的点迹清晰就可选用。

【思考·讨论】

(1)实验过程中应注意哪几个方面的操作安全问题? (科学态度与责任)