机械能复习课件ppt.ppt

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1、一、功一、功1做功的两个要素做功的两个要素(1)力；力； (2)物体在物体在力的方向力的方向上发生位移上发生位移2公式：公式：WFxcos，是力和位移方向间的夹角，是力和位移方向间的夹角，此公式只适用于恒力做功此公式只适用于恒力做功3功的正负的意义功的正负的意义(1)功是标量，但有正负之分，正功表示动力功，负功是标量，但有正负之分，正功表示动力功，负 功表示阻力功功表示阻力功(2)一个力对物体做负功，往往说成是物体克服这个一个力对物体做负功，往往说成是物体克服这个 力做功力做功(取绝对值取绝对值)4功的正负的确定功的正负的确定 在公式在公式WFxcos中，中，为为F与与x的夹角的夹角(1)若若

2、0，表示力对物体做，表示力对物体做正正功功(2)若若90，则，则W0，表示力对物体，表示力对物体不做功不做功(3)若若90180，则，则W0，表示力对做，表示力对做负负功功二、功率二、功率1定义：定义：功功W跟完成这些功所用跟完成这些功所用时间时间t的比值的比值2物理意义：物理意义：功率表示做功的功率表示做功的 快慢。快慢。3计算式计算式(1)P (2)PFvcosWt4额定功率：额定功率：机械在正常条件下可以长时间工作的功率机械在正常条件下可以长时间工作的功率5实际功率：实际功率：机械实际工作时输出的功率要求小于等机械实际工作时输出的功率要求小于等 于额定功率于额定功率1根据力和位移之间的夹

3、角判断，此法常用于恒根据力和位移之间的夹角判断，此法常用于恒力做功的判断力做功的判断2根据力和瞬时速度之间的夹角判断，此法常用根据力和瞬时速度之间的夹角判断，此法常用 于判断质点做曲线运动时变力做的功夹角为锐角于判断质点做曲线运动时变力做的功夹角为锐角时力做正功，夹角为钝角时力做负功，夹角为直角时力做正功，夹角为钝角时力做负功，夹角为直角时力不做功时力不做功1恒力做功恒力做功 对恒力作用下物体的运动，力对物体做的功用对恒力作用下物体的运动，力对物体做的功用WFxcos求解该公式可写成求解该公式可写成WF(xcos)(Fcos)x，即功等于力与力的方向上位移的乘积或功，即功等于力与力的方向上位移

4、的乘积或功等于位移与位移的方向上力的乘积等于位移与位移的方向上力的乘积2变力做功变力做功(1)用动能定理用动能定理WEk或功能关系或功能关系WE，即用能量，即用能量 的增量等效代换变力所做的功的增量等效代换变力所做的功(2)当变力的功率当变力的功率P一定时，可用一定时，可用WPt求功，如机车以求功，如机车以 恒定功率启动时恒定功率启动时(3) 将变力做功转化为恒力做功将变力做功转化为恒力做功当力的大小不变而方向始终与运动方向相同或相反当力的大小不变而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力做的功的大小等于力和路程时，这类力做的功的大小等于力和路程(不是位移不是位移)的乘的乘积如滑动摩擦力做功、空

5、气阻力做功等积如滑动摩擦力做功、空气阻力做功等当力的方向不变而大小随位移做线性变化时，可先当力的方向不变而大小随位移做线性变化时，可先求出力对位移的平均值求出力对位移的平均值F ，再由，再由WFxcos计算，如弹簧弹力做功计算，如弹簧弹力做功(4) 作出变力作出变力F随位移随位移x变化的图象，图象与位移轴所围变化的图象，图象与位移轴所围的的“面积面积”即即为变力做的功如图为变力做的功如图512所示，图所示，图(a)中阴影部分面积表示恒力中阴影部分面积表示恒力F做的功做的功W，图，图(b)中阴影部分中阴影部分面积表示变力面积表示变力F做的功做的功W.3总功的求法总功的求法(1)总功等于合力的功总

6、功等于合力的功 先求出物体所受各力的合力先求出物体所受各力的合力F合合，再根据，再根据W总总F合合xcos计计算总功，但应注意算总功，但应注意应是合力与位移应是合力与位移x的夹角的夹角(2)总功等于各力做功的代数和总功等于各力做功的代数和 分别求出每一个力做的功：分别求出每一个力做的功：W1F1x1cos1，W2 F2x2cos2，W3F3x3cos3，再把各个力做的功再把各个力做的功 求代数和，即：求代数和，即：W总总W1W2W3类型类型1 1：机车以恒定功率：机车以恒定功率P 启动启动PF v发动机的发动机的实际功率实际功率发动机的牵引力发动机的牵引力机车的瞬机车的瞬时速度时速度当当F=

7、=F阻阻时，时，a0 ，v达到达到最大最大 保持保持 vm匀速匀速vFvPamFF阻阻vmF阻阻P加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的变加速直线运动变加速直线运动匀速直匀速直线运动线运动三、机车启动问题三、机车启动问题 先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度终以速度 做匀速直线运动。做匀速直线运动。vmF阻阻Pvt0vm机车以恒定功率启动的机车以恒定功率启动的vt 图象图象两个常用公式：两个常用公式：（1）瞬时加速度公式瞬时加速度公式:（2）最大速度公式：）最大速度公式：vmF阻阻PmFVPa阻类型类型2 2：机车以恒定加速度：机车以恒定加速度 a 启

8、动启动当当F= = F阻阻时，时，a0 ，v达到达到最大最大 保持保持 vm匀速匀速FvP额额amFF阻阻vvmF阻阻P额额加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的变加速直线运动变加速直线运动匀速直匀速直线运动线运动amFF阻阻FvPF v当当P= = P额额时，保时，保持持P额额继续加速继续加速匀加速直线运动匀加速直线运动机车以恒定加速度启动的机车以恒定加速度启动的v t 图图 先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度的变加速直线运动，最终以速度 做做匀速直线运动。匀速直线运动。vt0vmF阻阻P额额vm做匀加速运动只能维持一做匀加速运

9、动只能维持一段时间段时间,在这段时间内牵引在这段时间内牵引力的功率随时间的增大而力的功率随时间的增大而增大增大,当增大到额定功率时当增大到额定功率时,匀加速运动结束。匀加速运动结束。aFmaPt）（阻额1一、动能一、动能1定义：定义：物体由于物体由于运动运动而具有的能而具有的能4矢标性：矢标性：动能是动能是标量标量，只有正值，只有正值3单位：单位：焦耳焦耳 , 1 J1 Nm1 kgm2/s2.2公式：公式：Ek .mv2J动能是状态量，其表达式中的动能是状态量，其表达式中的v是瞬时速度，但动能是瞬时速度，但动能的变化量是过程量的变化量是过程量二、动能定理二、动能定理1内容：内容：合力所做的功

10、等于物体动能的变化合力所做的功等于物体动能的变化3物理意义：物理意义：动能定理指出了外力对物体所做的总功与物体动动能定理指出了外力对物体所做的总功与物体动能变化量之间的关系，即合外力的功是物体动能变化的量度能变化量之间的关系，即合外力的功是物体动能变化的量度2表达式：表达式：WEk2Ek1mv22 mv124动能定理的适用条件动能定理的适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动曲线运动；(2)既适用于恒力做功，也适用于既适用于恒力做功，也适用于变力做功变力做功；(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以力可以是各种性质的力，既可以同时作用

11、，也可以不同时作用不同时作用1计算外力对物体做的总功时，应明确各个力所做功的正负，计算外力对物体做的总功时，应明确各个力所做功的正负， 然后求所有外力做功的代数和；求动能变化时，应明确动能然后求所有外力做功的代数和；求动能变化时，应明确动能 没有负值，动能的变化为末动能减去初动能没有负值，动能的变化为末动能减去初动能2位移和速度必须是相对于同一个参考系而言的，一般以地面位移和速度必须是相对于同一个参考系而言的，一般以地面 为参考系为参考系 3动能定理应用广泛，直线运动、曲线运动、恒力做功、变力动能定理应用广泛，直线运动、曲线运动、恒力做功、变力 做功、同时做功、分段做功等各种情况均适用做功、同

12、时做功、分段做功等各种情况均适用4动能定理既适用于一个持续的过程，也适用于分段过动能定理既适用于一个持续的过程，也适用于分段过 程的全程的全 过程过程 动能定理说明外力对物体所做的总功和动能动能定理说明外力对物体所做的总功和动能变化间的一种因果关系和数量关系，不可理解变化间的一种因果关系和数量关系，不可理解为功转变成了物体的动能为功转变成了物体的动能1基本步骤基本步骤(1)选取研究对象，明确它的运动过程；选取研究对象，明确它的运动过程；(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况：分析研究对象的受力情况和各力的做功情况：(3)明确研究对象在过程的始末状态的动能明确研究对象在过程的始末状态的动能

13、Ek1和和Ek2；(4)列出动能定理的方程列出动能定理的方程W合合Ek2Ek1及其他必要的解题方及其他必要的解题方 程，进行求解程，进行求解2注意的问题注意的问题(1)动能定理的研究对象是单一物体，或者是可以看做单一物体的物动能定理的研究对象是单一物体，或者是可以看做单一物体的物体系统体系统(2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式当题目中涉及到动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式当题目中涉及到位移时可优先考虑动能定理；处理曲线运动中的速率问题时也要优位移时可优先考虑动能定理；处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理先考虑动能定理(3)若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分

14、段考若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考 虑，也可整个过程考虑但求功时，有些力不是全过程虑，也可整个过程考虑但求功时，有些力不是全过程 都作用的，必须根据不同的情况分别对待求出总功都作用的，必须根据不同的情况分别对待求出总功(4)应用动能定理时，必须明确各力做功的正、负当一个应用动能定理时，必须明确各力做功的正、负当一个 力做负功时，可设物体克服该力做功为力做负功时，可设物体克服该力做功为W，将该力做功，将该力做功 表达为表达为-W，也可以直接用一字母表示该力做功，使其，也可以直接用一字母表示该力做功，使其 字母本身含有负号字母本身含有负号1应用动能定理解题，关键是对研究对象进行准

15、确的受应用动能定理解题，关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出物体运动过程的草图，力分析及运动过程分析，并画出物体运动过程的草图，借助草图理解物理过程和各量关系有些力在物体运借助草图理解物理过程和各量关系有些力在物体运动全过程中不是始终存在的，在计算外力做功时更应动全过程中不是始终存在的，在计算外力做功时更应引起注意引起注意2高考对该类问题常综合各种力及平抛、圆周运动、牛高考对该类问题常综合各种力及平抛、圆周运动、牛 顿运动定律等知识，考查学生的理解、推理、分析综顿运动定律等知识，考查学生的理解、推理、分析综 合能力合能力一、势能一、势能 : 由相互作用的物体的相对位置决定的

16、能量由相互作用的物体的相对位置决定的能量1重力势能重力势能: 物体由于被举高而具有的能物体由于被举高而具有的能(1)大小：大小：Ep mgh(2)相对性：重力势能的大小和正负与参考平面的选取有关，相对性：重力势能的大小和正负与参考平面的选取有关，在其之上的为正值，在其之下的为负值在其之上的为正值，在其之下的为负值(3)系统性：重力势能是地球与物体所组成的这个系统性：重力势能是地球与物体所组成的这个系统系统所共有的所共有的(4)重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的 起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关起点和终点的位置有关，而

17、跟物体运动的路径无关(5)重力做功与重力势能变化的关系重力做功与重力势能变化的关系:重力对物体做的功等于物体重重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量，即力势能的减少量，即WG(Ep2Ep1)Ep1Ep2.2弹性势能弹性势能(1)概念：物体由于发生弹性形变而具有的能概念：物体由于发生弹性形变而具有的能(2)大小：弹簧的弹性势能的大小与弹簧的形变量及劲度系数有关大小：弹簧的弹性势能的大小与弹簧的形变量及劲度系数有关(3)弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做增加，弹性势能弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做增加，弹性势能 减小，弹力做负功，弹性势能正功减小，弹力做负功，弹性势能正功二、机械能及其守

18、恒定律二、机械能及其守恒定律1机械能：机械能：动能和势能统称为机械能，即动能和势能统称为机械能，即EEkEp.2机械能守恒定律机械能守恒定律(1)内容：在只有重力、弹力做功的情形下，物体的动能和内容：在只有重力、弹力做功的情形下，物体的动能和 势能发生相互转化，而机械能的总量保持不变势能发生相互转化，而机械能的总量保持不变(2)表达式：表达式：Ep1Ek1Ep2Ek2.(3)机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功(1)重力势能的正负及大小与零势能面的选取有关，弹重力势能的正负及大小与零势能面的选取有关，弹 性势能一般选弹簧原长时为弹性势能零位置性势能一般选弹簧

19、原长时为弹性势能零位置(2)应用机械能守恒定律时要注意判断机械能是否守恒应用机械能守恒定律时要注意判断机械能是否守恒 和选取零势能面和选取零势能面三、功能关系三、功能关系1功是能量转化的量度，即做了多少功，就有多少能量功是能量转化的量度，即做了多少功，就有多少能量 发生了转化发生了转化2做功的过程一定伴随有能量的转化，而且能量的转化做功的过程一定伴随有能量的转化，而且能量的转化 必须通过做功来实现必须通过做功来实现1只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒抛体运动，物体的机械能守恒2受其他力，但其他力不做功，只有

20、重力或弹力做功例受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功例如物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，如物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物体的机械能守恒但曲面的支持力不做功，物体的机械能守恒3弹力做功伴随着弹性势能的变化，并且弹力做的功等于弹力做功伴随着弹性势能的变化，并且弹力做的功等于 弹性势能的减少量弹性势能的减少量1对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，除非题对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，除非题 目特别说明，否则机械能一定不守恒目特别说明，否则机械能一定不守恒2机械能守恒的条件绝不是合力的功等于零，更不是合机械能守恒的条件绝

21、不是合力的功等于零，更不是合 力等于零，而是看是否只有重力或弹簧弹力做功力等于零，而是看是否只有重力或弹簧弹力做功1三种守恒表达式的比较三种守恒表达式的比较表达角度表达角度表达公式表达公式表达意义表达意义注意事项注意事项守恒观点守恒观点EkEpEkEp系统的初状态系统的初状态机械能的总和机械能的总和与末状态机械与末状态机械能的总和相等能的总和相等应用时应选好重应用时应选好重力势能的零势能力势能的零势能面，且初、末状面，且初、末状态必须用同一零态必须用同一零势能面计算势能势能面计算势能表达角度表达角度表达公式表达公式表达意义表达意义注意事项注意事项转化观点转化观点EkEp表示系统表示系统(或物或

22、物体体)机械能守恒机械能守恒时，系统减少时，系统减少(或增加或增加)的重力的重力势能等于系统增势能等于系统增加加(或减少或减少)的动的动能能应用时关键在应用时关键在于分清重力势于分清重力势能的增加量和能的增加量和减少量，可不减少量，可不选零势能面而选零势能面而直接计算初、直接计算初、末状态的势能末状态的势能差差转移观点转移观点 E增增E减减若系统由若系统由A、B两部分组成，则两部分组成，则A部分物体机械部分物体机械能的增加量与能的增加量与B部分物体机械能部分物体机械能的减少量相等的减少量相等常用于解决两常用于解决两个或多个物体个或多个物体组成的物体系组成的物体系的机械能守恒的机械能守恒问题问题

23、2应用机械能守恒定律解题的基本步骤应用机械能守恒定律解题的基本步骤(1)分析题意，明确研究对象；分析题意，明确研究对象；(2)分析研究对象在运动过程中的受力情况，弄清物体所受分析研究对象在运动过程中的受力情况，弄清物体所受 各力做功的情况，判断机械能是否守恒；各力做功的情况，判断机械能是否守恒；(3)选取零势能面，确定研究对象在始末状态时的机械能；选取零势能面，确定研究对象在始末状态时的机械能；(4)根据机械能守恒定律列出方程进行求解，并对结果进行根据机械能守恒定律列出方程进行求解，并对结果进行 必要的讨论和说明必要的讨论和说明 机械能守恒定律是一种机械能守恒定律是一种“能能能转化能转化”关系

24、，其守关系，其守恒是有条件的，因此，应用时要注意对研究对象在所研恒是有条件的，因此，应用时要注意对研究对象在所研究的过程中机械能是否守恒做出判断动能定理反映的究的过程中机械能是否守恒做出判断动能定理反映的是是“功功能转化能转化”关系，应用时要注意两个规律关系，应用时要注意两个规律中功和能的不同含义和表达式中功和能的不同含义和表达式不同的力做功不同的力做功对应不同形对应不同形式能的变化式能的变化定量的关系定量的关系合外力的功合外力的功(所所有外力的功有外力的功)动能变化动能变化合外力对物体做功等于物体合外力对物体做功等于物体动能的增量动能的增量W合合Ek2Ek1重力的功重力的功重力势能变重力势能

25、变化化重力做正功，重力势能减少；重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加重力做负功，重力势能增加WGEpEp1Ep2不同的力做功不同的力做功对应不同形式对应不同形式能的变化能的变化定量的关系定量的关系弹簧弹力的功弹簧弹力的功弹性势能变化弹性势能变化弹力做正功，弹性势能减少；弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加弹力做负功，弹性势能增加WFFpEp1Ep2只有重力、弹只有重力、弹簧弹力的功簧弹力的功不引起机械能不引起机械能变化变化机械能守恒机械能守恒E0不同的力做不同的力做功功对应不同形对应不同形式能的变化式能的变化定量的关系定量的关系除重力和弹除重力和弹力之外的力力之外的

26、力做的功做的功机械能变化机械能变化除重力和弹力之外的力做多少正功，除重力和弹力之外的力做多少正功，物体的机械能就增加多少；除重力和物体的机械能就增加多少；除重力和弹力之外的力做多少负功，物体的机弹力之外的力做多少负功，物体的机械能就减少多少械能就减少多少W除除G、F外外E电场力的功电场力的功 电势能变化电势能变化电场力做正功，电势能减少；电场力电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加做负功，电势能增加W电电Ep不同的力做不同的力做功功对应不同形式对应不同形式能的变化能的变化定量的关系定量的关系一对滑动摩一对滑动摩擦力的总功擦力的总功内能变化内能变化作用于系统的一对滑动摩作用于系统的一

27、对滑动摩擦力一定做负功，系统内擦力一定做负功，系统内能增加能增加QFf x相对相对 利用利用WfFfx相对相对进行热量进行热量Q的计算时，关键是对相对的计算时，关键是对相对路程路程x相对相对的理解例如：如果两物体同向运动，的理解例如：如果两物体同向运动，x相对相对为两物为两物体对地位移大小之差；如果两物体反向运动，体对地位移大小之差；如果两物体反向运动，x相对相对为两物为两物体对地位移大小之和；如果一个物体相对另一个物体往复体对地位移大小之和；如果一个物体相对另一个物体往复运动，则运动，则x相对相对为两物体相对滑行路径的总长度为两物体相对滑行路径的总长度一、实验目的一、实验目的 验证机械能守恒

28、定律验证机械能守恒定律二、实验原理二、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 时刻瞬时速度为时刻瞬时速度为v，下落高度为，下落高度为h，则重力势能的减少，则重力势能的减少 量为量为mgh，动能的增加量为，动能的增加量为 mv2，看它们在实验误，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 恒定律恒定律2速度的测量：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度速度的测量：做匀变速运动的纸带上

29、某点的瞬时速度 等于相邻两点之间的平均速度等于相邻两点之间的平均速度vt 2t 计算打第计算打第n个点速度的方法：测出第个点速度的方法：测出第n个点与相邻前后个点与相邻前后 点间的距离点间的距离sn和和sn1，由公式，由公式vn 或或vn 算出，算出，如图实如图实1所示所示三、实验器材三、实验器材铁架台铁架台(含铁夹含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹带纸带夹)四、实验操作四、实验操作1实验步骤实验步骤 (1)安装置：按图实安装置：按图实2所示将检查、所示将检查、 调整好的打点计时器竖直固定在

30、铁调整好的打点计时器竖直固定在铁 架台上，接好电路架台上，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物带着纸带自由下落更换纸带重复做更换纸带重复做35次实验次实验(3)选纸带：分两种情况说明选纸带：分两种情况说明用用 mvn2mghn验证时，应选点迹清晰，且验证时，应选点迹清晰，且1、2两两点间距离小于或接近点间距离小于或接

31、近2 mm的纸带若的纸带若1、2两点间的距两点间的距离大于离大于2 mm，这是由于先释放纸带后接通电源造成，这是由于先释放纸带后接通电源造成的这样，第的这样，第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选带不能选用用 mvB2 mvA2mgh验证时，由于重力势能验证时，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纸带上打出的第1、2两点间的距离是否大于两点间的距离是否大于2 mm就无关就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用2数据处理数据处理

32、(1)测量计算测量计算 在起始点标上在起始点标上0，在以后各点依次标上，在以后各点依次标上1、2、3用用 刻度尺测出对应下落高度刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3 利用公式利用公式vn 计算出点计算出点1、点、点2、点、点3、 的瞬时速度的瞬时速度v1、v2、v3(2)验证守恒验证守恒 法一：法一：利用起始点和第利用起始点和第n点计算代入点计算代入ghn和和 vn2， 如果在实验误差允许的条件下，如果在实验误差允许的条件下，ghn vn2，则机，则机 械能守恒定律是正确的械能守恒定律是正确的 法二：法二：任取两点计算任取两点计算 任取两点任取两点A、B测出测出hAB，算出，算出ghAB.

33、算出算出 vB2 vA2的值的值 在实验误差允许的条件下，如果在实验误差允许的条件下，如果ghAB vB2 vA2，则机械能守恒定律是正确的则机械能守恒定律是正确的法三：法三：图象法从纸带上选取多个点，测量从第一点到图象法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其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方，并计算各点速度的平方v2，然后，然后以以 v2为纵轴，以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出为横轴，根据实验数据绘出 v2h图线若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜图线若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为率为g的直线，则验证了机械能守恒的直线，则验证了机械能守恒五、注意

34、事项五、注意事项1打点计时器要稳定地固定在铁架台上，打点计时器平面打点计时器要稳定地固定在铁架台上，打点计时器平面 与纸带限位孔调整到竖直方向，以减小摩擦阻力与纸带限位孔调整到竖直方向，以减小摩擦阻力2重物要选用密度大、体积小的物体，这样可以减小空气重物要选用密度大、体积小的物体，这样可以减小空气 阻力的影响，从而减小实验误差阻力的影响，从而减小实验误差3实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待 接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带4速度不能用速度不能用vngtn或或vn 计算，因为只要认为

35、加速度计算，因为只要认为加速度为为g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，况且用械能守恒定律，况且用vngtn计算出的速度比实际值大，计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论，而因为摩擦阻力的影响，机械会得出机械能增加的结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，所以速度应从纸带上直接测量计算同样的能应该减小，所以速度应从纸带上直接测量计算同样的道理，重物下落的高度道理，重物下落的高度h，也只能用刻度尺直接测量，而不，也只能用刻度尺直接测量，而不能用能用hn gtn2或或hn 计算得到计算得到六、误差分析六、误差分析

36、1本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力 (空气阻力、打点计时器阻力空气阻力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量做功，故动能的增加量 Ek稍小于重力势能的减少量稍小于重力势能的减少量Ep，即，即EkEp，这，这 属于系统误差改进的办法是调整器材的安装，尽可属于系统误差改进的办法是调整器材的安装，尽可 能地减少阻力能地减少阻力2本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差减小误差的办法是测下落距离时都从差减小误差的办法是测下落距离时都从0点量起，一点量起，一次将各打点对应的下落高度测量完或者采用

37、多次测次将各打点对应的下落高度测量完或者采用多次测量取平均值来减小误差量取平均值来减小误差探究功与物体速度变化的探究功与物体速度变化的关系关系实验：探究做功与小车速度变化的关系实验目的：通过实验探究橡皮筋对小实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车做功与小车速度的关系车做功与小车速度的关系实验器材：橡皮筋、小车、木板、打实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点计时器、铁钉等点计时器、铁钉等橡皮筋橡皮筋小车小车打点计时器打点计时器纸带纸带木板木板铁钉铁钉思考小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋对小车做功？筋对小车做功？橡皮筋对小车橡皮筋对小车拉力做的功能拉力做的功能

38、否直接测量？否直接测量？橡皮筋的弹力是变力，橡皮筋的弹力是变力，且弹力与伸长量的关系且弹力与伸长量的关系也不严格遵守胡克定律也不严格遵守胡克定律 ，不容易计算。不容易计算。? ? ? ?C B A橡皮筋被拉伸橡皮筋被拉伸直到恢复原长直到恢复原长的过程中的过程中怎样设计实怎样设计实验才能解决验才能解决这一问题这一问题? ?解决方案第一次用一条橡皮筋拉小车第一次用一条橡皮筋拉小车第二次用两条完全相同的橡第二次用两条完全相同的橡皮筋并联起来栓到小车上拉皮筋并联起来栓到小车上拉小车，且使每条橡皮筋的伸小车，且使每条橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样长都和第一次的伸长量一样做功做功W做功做功2W依次类推

39、，并联三条、四条依次类推，并联三条、四条橡皮筋，且拉伸橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为的长度都一样，做的功为3W、4W思考小车在木板上做什么性质的运动？小车在木板上做什么性质的运动？先加速后匀速再减速先加速后匀速再减速我们要取的速度是哪个阶段的速度？我们要取的速度是哪个阶段的速度？这个速度该如何测量？这个速度该如何测量？橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器，橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器，用橡皮筋恢复原长时的一段位移与所用时间用橡皮筋恢复原长时的一段位移与所用时间的比值近似计算该点的瞬时速度的比值近似计算该点的瞬时速度如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何使拉力做的功等于合力做的

40、功？即如何抵消摩擦力。如何抵消摩擦力。思考橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？把木板的把木板的一端垫高，一端垫高，使重力沿使重力沿斜面向下斜面向下的力与摩的力与摩擦力平衡擦力平衡F阻阻FGF阻阻FN还有摩擦还有摩擦力做功力做功FF2F14 4、在上述实验中打出的、在上述实验中打出的5 5 条纸带中，分别找出小车条纸带中，分别找出小车开始近似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时开始近似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度的速度v v1 1 、v v2 2 、v v3 3 、v v4 4 、v v5 5 。3 3、用、用2 2 条、条、3 3 条、条、4 4

41、条、条、5 5 条橡皮筋分别代替条橡皮筋分别代替1 1 条橡条橡皮筋重做实验，保证每次释放小车的位置相同，即皮筋重做实验，保证每次释放小车的位置相同，即橡皮筋被拉长的长度相同。橡皮筋被拉长的长度相同。1 1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止。轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止。2 2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡

42、皮筋使小车位、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处，记下小车位置。接通打点计于靠近打点计时器处，记下小车位置。接通打点计时器电源，时器电源，释放小车。释放小车。实验过程? ? ?C B A数据记录实验实验次数次数橡皮筋做橡皮筋做的功的功位移位移l /m时间间隔时间间隔t /s匀速运动时的速度匀速运动时的速度v /(m/s)123454WW2W3W5W. . . . . . . . . . . 弹力做功刚完毕弹力做功刚完毕时小车的速度时小车的速度用什么方用什么方法处理数法处理数据比较直据比较直观观?图象法处理数据做做W- -v图图若为曲线若为曲线若为直线，则若为直线，则W

43、与与v成正比成正比做做W- -v2图图若为曲线若为曲线若为直线，则若为直线，则W与与v2成正比成正比做做W- -v3图图为什么不为什么不做做 W- - 图图?1v数据处理Wv /(m/s)1234560.80 1.10 1.281.53 1.761.89W- -v图图00为什么图象会通过原点为什么图象会通过原点? ?W- -v2图图数据处理Wv2/(m2s -2)0010.64 21.2131.6442.3453.1063.57表明表明W与与 v2 成正比成正比注意事项1、橡皮筋的选择橡皮筋的选择2、平衡摩擦力平衡摩擦力 3、误差分析误差分析4、橡皮筋的条数橡皮筋的条数5、实验装置的选取实验装置的选取