8.5 實驗：驗證機械能守恒定律 課件 -2022-2023學年高一下學期物理人教版2019必修第二冊14_第1頁
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5、實驗：驗證機械能守恒定律1、機械能守恒定律內容：在只有重力或彈力做功的物體系統內，物體的動能和勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變。2、表達式：3、適用條件：只有重力做功或彈力做功知識回顧利用自由落體運動驗證機械能守恒定律。一、實驗目的：二、實驗原理：在自由落體運動中，若物體下落高度h時的速度為v

,則由機械能守恒定律可知：hv打點計時器、紙帶、復寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺（帶鐵夾）、學生電源等。夾子打點計時器紙帶重物？鐵架臺三、實驗器材：4、選擇合適的紙帶，處理數據。3、更換紙帶，重復幾次。1、將打點計時器固定在鐵架臺上，把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔。2、用手提著紙帶使重物停靠在打點計時器附近。然后先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落。四、實驗步驟：1、本實驗不需要測量物體的質量。mgh

=mv

212gh

=v

212五、注意問題：紙帶上的第一個點為計時起點0（起始點的速度應該為零，即打點計時器在紙帶上打下第一個點時紙帶剛開始下落）。gh

=v

21212x

=

gt2

=

×9.8×0.022m

≈2×10-3m=

2

mm12h起始點對于實際獲得的紙帶，如何判定紙帶上的第一個點就是紙帶剛開始下落時打下的呢？2、紙帶上的頭兩個點間的距離應接近2mm3、紙帶上的頭兩個點間的距離可小于2mm，物體做自由落體運動4、若不知起點，如何驗證機械能守恒？ΔhAB5、測量物體的瞬時速度:

做勻變速運動的物體一段時間內的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度。6、實際上重物和紙帶下落過中要克服阻力做功，所以動能的增加量要

勢能的減少量。小于6、安裝打點計時器時，必須豎直，以減小摩擦阻力。7、應選用質量和密度較大的重物，可使摩擦阻力，空氣阻力相對減小。測量點n123456高度hn

/m速度vn

/m/s勢能EP

/J動能EK/J可不可以用圖象處理數據?六、數據處理：0hv

212gh

=v

212該圖象的斜率表示什么？為什么圖象通過原點？研究沿斜面下滑物體的機械能

本案例中，我們利用氣墊導軌和數字計時器記錄物體沿光滑斜面下滑的運動過程。氣墊導軌上有很多小孔，氣泵送來的壓縮空氣從小孔噴出，使得滑塊與導軌之間有一層薄薄的空氣層，兩者不會直接接觸。這樣，滑塊運動時受到的阻力很小，實驗的精確度能大大提高。計時系統的工作要借助于光源和光敏管（統稱光電門）。光源與光敏管相對，它射出的光使光敏管感光。當滑塊經過時，其上的遮光條把光遮住，與光敏管相連的電子電路自動記錄遮光時間，通過數碼屏顯示出來。根據遮光條的寬度和遮光時間，可以算出滑塊經過時的速度。因為這樣的計時系統可以測出

0.001s的時間，并且能直接以數字顯示，所以又叫數字毫秒計。實驗裝置如圖

8.5-4所示。實驗操作中，把氣墊導軌調成傾斜狀態，滑塊沿傾斜的氣墊導軌下滑時，重力勢能減小，動能增大。測量

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