復(fù)習(xí)回顧機(jī)械能守恒定律1、內(nèi)容：2、表達(dá)式：3、適用條件：4、解題一般步驟：第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律§7.9實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證機(jī)械能守恒定律．第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律二、實(shí)驗(yàn)原理1．在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變．若物體某時(shí)刻瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則重力勢(shì)能的減少量為mgh，動(dòng)能的增加量為mv2，看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，若相等則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律2．速度的測(cè)量：做勻變速運(yùn)動(dòng)的紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于相鄰兩點(diǎn)間的平均速度vt＝計(jì)算打第n個(gè)點(diǎn)瞬時(shí)速度的方法是：測(cè)出第n個(gè)點(diǎn)的相鄰前后兩段相等時(shí)間T內(nèi)下落的距離xn和xn＋1，由公式vn＝或vn＝算出，如圖實(shí)－2－1所示．圖實(shí)－2－1第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律三、實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、重物、刻度尺、鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、學(xué)生電源等。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶重物？鐵架臺(tái)第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律問(wèn)題1本實(shí)驗(yàn)要不要測(cè)量物體的質(zhì)量？mgh

=mv

212gh

=v

212無(wú)需測(cè)量物體的質(zhì)量如果實(shí)驗(yàn)要求計(jì)算勢(shì)能和動(dòng)能的具體數(shù)據(jù)，那就必須要知道物體的質(zhì)量。第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律問(wèn)題2紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)0（起始點(diǎn)的速度應(yīng)該為零，即打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下第一個(gè)點(diǎn)時(shí)紙帶剛開(kāi)始下落）。gh

=v

21212x

=

gt2

=

×9.8×0.022m

≈2×10-3m=

2

mm12h起始點(diǎn)對(duì)于實(shí)際獲得的紙帶，如何判定紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)就是紙帶剛開(kāi)始下落時(shí)打下的呢？紙帶上的頭兩個(gè)點(diǎn)間的距離應(yīng)接近2mm。第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律思考可以回避起始點(diǎn)嗎（即處理紙帶時(shí)可以不用到起始點(diǎn)嗎）?我們可以選取A、B兩點(diǎn)，比較它們的機(jī)械能EA和EB。若以點(diǎn)B為0勢(shì)能點(diǎn)，則有：EKA＋mgΔh＝EKBΔhAB第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律問(wèn)題3如何測(cè)量物體的瞬時(shí)速度?

做勻變速運(yùn)動(dòng)的紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于相鄰兩點(diǎn)間的平均速度。第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律四、實(shí)驗(yàn)步驟1．器材安裝：如圖實(shí)－2－2所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與低壓交流電源相連，此時(shí)電源開(kāi)關(guān)應(yīng)為斷開(kāi)狀態(tài)．圖實(shí)－2－2第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律2．打紙帶：把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器下方附近，應(yīng)先接通電源，待計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打出一系列的點(diǎn)．取下紙帶，換上新的紙帶重打幾條(3條～5條)．3．選紙帶：分兩種情況說(shuō)明(1)應(yīng)選點(diǎn)跡清晰，且1、2兩點(diǎn)間距離小于或接近2mm的紙帶，若1、2兩點(diǎn)間的距離大于2mm，這是由于先釋放紙帶，后接通電源造成的．這樣，第1個(gè)點(diǎn)就不是運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)了，這樣的紙帶不能選．第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(2)用＝mgΔh驗(yàn)證時(shí)，由于重力勢(shì)能的相對(duì)性，處理紙帶時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，這樣紙帶上打出的第1、2兩點(diǎn)間的距離是否為2mm就無(wú)關(guān)緊要了，所以只要后面的點(diǎn)跡清晰就可選用．第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律4．求瞬時(shí)速度在第一個(gè)打點(diǎn)上標(biāo)出O，并從稍靠后的某一點(diǎn)開(kāi)始，依次標(biāo)出1、2、3、4…并量出各點(diǎn)到位置O的距離h1、h2、h3、h4….用公式vn＝計(jì)算出各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v1、v2、v3、v4….第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律5．守恒驗(yàn)證

方法一：利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)計(jì)算．代入ghn和如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，ghn＝則說(shuō)明機(jī)械能守恒定律是正確的．方法二：任取兩點(diǎn)計(jì)算(1)任取兩點(diǎn)A、B測(cè)出hAB，算出ghAB.(2)算出的值．(3)如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，ghAB＝則說(shuō)明機(jī)械能守恒定律是正確的．第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

方法三：圖象法．從紙帶上選取多個(gè)點(diǎn)，測(cè)量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h，并計(jì)算各點(diǎn)速度的平方v2，然后以v2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出v2－h(huán)圖線．若在誤差允許的范圍內(nèi)圖象是一條過(guò)原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律0hv

212圖象法處理數(shù)據(jù)gh

=v

212該圖象的斜率表示什么？為什么圖象通過(guò)原點(diǎn)？第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律五、誤差分析1．本實(shí)驗(yàn)中因重物和紙帶在下落過(guò)程中要克服各種阻力(空氣阻力、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器阻力)做功，故動(dòng)能的增加量ΔEk稍小于重力勢(shì)能的減少量ΔEp，即ΔEk<ΔEp，這屬于系統(tǒng)誤差．改進(jìn)的辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力．2．本實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)誤差來(lái)源于長(zhǎng)度的測(cè)量，屬偶然誤差．減小誤差的辦法是測(cè)下落距離時(shí)都從O點(diǎn)量起，一次將各打點(diǎn)對(duì)應(yīng)的下落高度測(cè)量完，或者多次測(cè)量取平均值．3．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器產(chǎn)生的誤差(1)由于交流電周期的變化，引起打點(diǎn)時(shí)間間隔變化而產(chǎn)生誤差；(2)計(jì)數(shù)點(diǎn)選擇不好，振動(dòng)片振動(dòng)不均勻，紙帶放置方法不正確引起摩擦，造成實(shí)驗(yàn)誤差．第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律六、注意事項(xiàng)1．應(yīng)盡可能控制實(shí)驗(yàn)條件，即應(yīng)滿足機(jī)械能守恒的條件，這就要求盡量減小各種阻力的影響，采取的措施有：(1)安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，必須使兩個(gè)限位孔的中線嚴(yán)格豎直，以減小摩擦阻力．(2)應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，增大重力可使阻力的影響相對(duì)減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減?。?.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律2．實(shí)驗(yàn)中，提紙帶的手要保持不動(dòng)，且保證紙帶豎直．接通電源后，等打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再松開(kāi)紙帶．3．驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，可以不測(cè)出物體質(zhì)量，只要比較

和ghn是否相等即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．4．測(cè)量下落高度時(shí)，為了減小測(cè)量值h的相對(duì)誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)一些，紙帶也不易過(guò)長(zhǎng)，有效長(zhǎng)度可在60cm～80cm之間．第7.9節(jié)_實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律5．速度不能用vn＝gtn或vn＝計(jì)算，因?yàn)橹灰J(rèn)為加速度為g，機(jī)械能當(dāng)然守恒，即相當(dāng)于用機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，況且用vn＝gtn計(jì)算出的速度比實(shí)際值大，會(huì)得出機(jī)械能增加的錯(cuò)誤結(jié)論，而因?yàn)槟Σ磷枇Φ挠绊?，機(jī)械能應(yīng)該減小，所以速度應(yīng)從紙帶上直接測(cè)量計(jì)算．同樣的道理，重物下落的高度h，也只能用刻度尺直接測(cè)量，而不能用hn＝