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课件网) 第一章 功和机械能 第5节 科学验证：机械能守恒定律 在小球摆动的过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？ 点击视频 1.知道机械能的概念，理解机械能守恒定律的内容和守恒条件。 2.能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论。 3.能用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。 一、机械能 1.概念：运动的物体往往既有动能又有势能，物体的动能与重力势能、弹性势能之和称为机械能。 用符号 E 表示。 机械能(E) 势能 (EP) 动能 (Ek) 弹性势能 重力势能 2.表达式： 3.机械能是标量，具有相对性 ①一般选地面为参考系 ②确定零势能参考平面--重力势能通常选地面为零、弹性势能通常选原长为零势能 在以下场景中，发生了哪些能量的转化 重力势能 动能 动能 重力势能 弹性势能 动能 动能与势能之间相互转化，那总机械能有什么特点？ 二、机械能守恒定律 1 做自由落体运动的小球 1.根据动能定理 2.根据重力做功 v1 v2 2 h1 h2 Δh mg 思考：两个式子的含义？ 动能增加 EK 重力势能 减少EP 初态机械能E1 末态机械能E2 物体只受重力作用，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 大量研究结果表明，在只有重力或弹力这类力做功的情况下，物体系统的动能与势能相互转化，机械能的总量保持不变。这个结论称为机械能守恒定律 。 事实上，并非只有动能和势能可以相互转化，任何形式的能量都可以相互转化，但总能量保持不变这就是更普遍的能量守恒定律。 1.条件：只有重力做功或弹力做功的物体系统内： ①不受其他力的作用； ②受其他力，但其他力不做功(或者其他力做功代数和为零).则该系统的机械能守恒. 二、机械能守恒定律 三、验证机械能守恒定律 1.实 验 目 的 借助自由落体运动来验证机械能守恒定律 1. 以物体下落的起始点O为基准，测出物体下落高度h时的速度大小v，若mv2＝mgh成立，则可验证物体的机械能守恒。 2. 测出物体下落高度h过程的初、末时刻的速度v1、v2，若关系式m－m＝mgh成立，则物体的机械能守恒。 2.实 验 原 理 3.实 验 器 材 4.实 验 步 骤 ？ = h h2 h1 O A B C ？ = 需要测量起点O到A、B、C三点的距离h1、h、h2 = ？ 方法一：利用起始点和第n点 5.数 据 处 理 若以重物下落过程中的某一点A为基准，设重物的质量为m，测出物体对应于A点的速度vA 再测出物体由A点下落△h后经过B点的速度vB 则在误差允许范围内，由计算 得出机械能守恒定律即被验证。 方法二：任取两点计算 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v2/2，然后以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2/2－h图线． 结论：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定律． 0 h 该图象的斜率表示什么？ ？ = 方法三：作v2/2－h图象 6.误 差 分 析 （1）在进行长度测量时，测量及读数不准造成偶然误差。 （2）系统误差的主要来源是重物下落要克服阻力做功，部分机械能转化成内能，下落高度越大，机械能损失越多，所以实验数据出现了各计数点对应的机械能依次略有减小的现象。 （3）由于交流电的周期不稳定，造成打点时间间隔变化而产生系统误差。 7.注 意 事 项 应选用质量和密度较大的重物。 安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直，以减小摩擦阻力。 （4）测量下落高度时，为了减小测量值h的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些，纸带也不易过长，有效长度可在60cm～80cm之间。 （2）实验中，提纸带的手要保持不动，且保证纸带竖直接通电源后，打点计时器工作稳定后再松开纸带。 （1）应尽可能满足机械能守恒的条件，要尽量减小各种阻力的影响： （3）验证机械能守 ... ...
