20xx教科版高中物理必修二45機(jī)械能守恒定律(完整版)
【正文】 ． 低壓交流電源 (4 V～ 6 V) 【 實(shí)驗(yàn)步驟 】 安裝：按圖 4－ 5－ 1將打點(diǎn)計時器 固定在鐵架臺上；用導(dǎo)線將打點(diǎn) 計時器與低壓交流電源相連接 ． 圖 4－ 5－ 1 接電源 ， 打紙帶：把紙帶的一端用夾子固定在重物上 ， 另 一端穿過打點(diǎn)計時器的限位孔 ， 用手提著紙帶使重物?？吭诖螯c(diǎn)計時器附近 ， 接通電源 ，待打點(diǎn)穩(wěn)定后松開紙帶 ， 讓重物自由下落 ． 重復(fù)幾次 ， 打下 3～ 5條紙帶 ． ． 挑選紙帶上第一 、 二兩計數(shù)點(diǎn)間距接近 2 mm點(diǎn)及距離第一個點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn) ， 并依次標(biāo)上 0， 1， 2，3? . 數(shù)據(jù)處理：測出 0 到點(diǎn) 1 、點(diǎn) 2 、點(diǎn) 3 ? 的距離，即為對應(yīng) 的下落高度 h h h3? ； 利用公式 vn＝hn ＋ 1－ hn － 12 T，計算出點(diǎn) 2 、點(diǎn) 3 ? 的瞬時速度v v3? . 驗(yàn)證 一 、 機(jī)械能守恒條件的理解 機(jī)械能守恒的條件 所謂只有重力和彈力做功 ， 是指以下三種情況： ① 物體只受系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈力 ， 不受其他力； ② 除了系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈力外 ， 物體還受其他的力 ， 但其他力不做功； ③ 除了系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈力外 ， 物體還受其他的力 ， 但其他力做功的代數(shù)和為零 ． 機(jī)械能守恒的判斷方法 (1)從能量特點(diǎn)看：系統(tǒng)只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化 ， 無其他形式能量與機(jī)械能之間 (如內(nèi)能 )轉(zhuǎn)化 ， 則系統(tǒng)機(jī)械能守恒 ． 如物體間發(fā)生相互碰撞 、 物體間發(fā)生相對運(yùn)動 ， 又有相互間的摩擦作用時有內(nèi)能的產(chǎn)生 ， 機(jī)械能一般不守恒 ． (2)從機(jī)械能的定義看：動能與勢能之和是否變化 ． 如一個物體沿斜面勻速 (或減速 )滑下 ，動能不變 (或減小 )， 勢能減小 ， 機(jī)械能減少 ，一個物體沿水平方向勻速運(yùn)動時機(jī)械能守恒 ，沿豎直方向勻速運(yùn)動時機(jī)械能不守恒 ． (3)從做功特點(diǎn)看：只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功 ， 具體表現(xiàn)在： ① 只受重力 (或系統(tǒng)內(nèi)的彈力 )， 如：所有做拋體運(yùn)動的物體 (不計阻力 )． ② 還受其他力 ， 但只有重力 (或系統(tǒng)內(nèi)的彈力 )做功 ， 如圖 4－ 5－ 2所示 ． 圖 4－ 5－ 2 甲圖中 ， 如不計空氣阻力 ， 小球在擺動過程中線的拉力不做功 ， 只有重力做功 ， 小球的機(jī)械能守恒 ． 乙圖中 ， 不計空氣阻力 ， 球在擺動過程中 ，只有重力和彈簧與球間的彈力做功 ， 球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 ， 但對球來說 ， 機(jī)械能不守恒 ． ③ 其他力做功 ， 但做功的代數(shù)和為零 ． 如圖丙所示 ， A、 B構(gòu)成的系統(tǒng) ， 忽略繩和滑輪的質(zhì)量和繩與滑輪間摩擦 ， 在 A向下 、 B向上運(yùn)動過程中 ， FA和 FB都做功 ， 但 WA＋ WB＝ 0，不存在機(jī)械能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化 ， 則 A、B系統(tǒng)機(jī)械能守恒 ． 丁圖中 ， A、 B間及 B與接觸面間的摩擦均不計 ，A自 B上端自由下滑時 ， B沿地面滑動中 ， B對 A的彈力做功 ， 故 A的機(jī)械能不守恒 ． A對 B的彈力做功 ． 故 B的機(jī)械能不守恒 ， 但 A、 B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 ． 機(jī)械能守恒的條件不是合外力的功等于零 ，也不是合外力等于零；對單個物體一般從做功的力的特點(diǎn)去分析比較方便 ， 對于物體系統(tǒng)從能量轉(zhuǎn)化角度去分析相對比較簡單 ． 二 、 機(jī)械能守恒定律在多物體系統(tǒng)中的應(yīng)用 對于多物體組成的系統(tǒng) ， 系統(tǒng)內(nèi)的各個物體機(jī)械能不一定守恒 ， 但系統(tǒng)的機(jī)械能有可能守恒 ， 所以在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律前 ，一定要注意合理選擇研究對象 ． 三 、 “ 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 ” 的注意事項(xiàng)和誤差分析 注意事項(xiàng) (1)測量時采取多次測量求平均值來減小偶然誤差 ， 安裝打點(diǎn)計時器使兩限位孔中線豎直 ， 并且選擇質(zhì)量適當(dāng)大些 ， 體積盡量小些的重物來減小系統(tǒng)誤差 ． (2) 實(shí)驗(yàn)時必須保持提起的紙帶豎直，手不動，待接通電源，讓打點(diǎn)計時器工作穩(wěn)定后再松開紙帶，以保證第一點(diǎn)是一個清晰的點(diǎn)． (3) 測量高度 h 時，應(yīng)從起始點(diǎn)算起．為減小 h 的相對誤差，選取的計數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)些，紙帶也不宜過長，有效長度可為 60 ～ 80 cm . (4) 因?yàn)槭峭ㄟ^比較m v22和 mgh 是否相等來驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，故不需要測量重物質(zhì)量 m . (5) 速度不能用 v ＝ gt 或 v ＝ 2 gh 計算，而應(yīng)從紙帶上直接進(jìn)行測量計算． 誤差分析 (1)本實(shí)驗(yàn)的誤差主要來自于空氣阻力及紙帶和打點(diǎn)計時器限位孔之間的摩擦 ， 故重力勢能的減少量應(yīng)等于動能增加量和克服阻力做功之和 ． 所以動能的增加量應(yīng)略小于重力勢能的減少量 ． (2)偶然誤差 測量長度時會帶來誤差 ， 減小誤差的辦法是： ① 測距離時都應(yīng)從第一個點(diǎn) O點(diǎn)量起；② 多測幾次取平均值 ． (3)系統(tǒng)誤差 實(shí)驗(yàn)中重物和紙帶下落過程中要克服阻力(主要是打點(diǎn)計時器的阻力 )做功
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1