（浙江专用）2018-2019学年高中物理第七章机械能守恒定律9实验：验证机械能守恒定律学案

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1、9实验：验证机械能守恒定律学习目标1.学会用落体法验证机械能守恒定律.2.理解实验的设计思路，熟悉实验操作，明确实验直接测量的物理址.3.掌握实验数据的处理方法，能定性分析误差产生的原因.考试要求学考选考明确原理提炼方法技能储备一、实验原理做自由落体运动的物体，在下落过程屮，重力势能减少，动能增加，如果重力势能的减少量等于动能的增加量,就验证了机械能守恒定律.二、实验器材铁架台（带铁夹）、电磁打点计时器、重物（带夹子）、甦、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源（4〜6V）.三、实验步骤1•安装装置：按图1甲所示把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与电源连接好.乙2.打纸带：在纸带的

2、一端把重物用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近.先接通电源后释放纸带，让重物拉着纸带自由下落.重复几次，得到3〜5条打好点的纸带.3.选纸带：从打好点的纸带中挑选点迹清晰且开始的两点I'可距接近2mm的一条纸带，在起始点标上0,以后任取间隔相同时间的点依次标上1、2、3….4.测距离：如图乙所示，用刻度尺测出0到1、2、3…的距离，即为对应下落的高度爪爪hi….四、数据处理1・计算各点对应的瞬时速度：根据公式V』；；：计算出1、2、3…刀点的瞬时速度旳、也、ViVn.2.机械能守恒定律验证方法一：利用起始点和笫门点.如果在实验误差允许范围内如屛

3、则机械能守恒定律得到验证.方法二：任取两点久B.如果在实验误差允许范围内则机械能守恒定律得到验证.方法三：图象法（如图2所示）.作出*力图线，若在实验误差允许范围内图线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.五、误差分析本实验的误差主要是由纸带测量产生的偶然误差以及重物和纸带运动中的空气阻力及打点计时器的摩擦阻力引起的系统误差.六、实验注意事项1.打点计时器安装要稳固，并使两限位孔的中线在同一竖直线上，以减小摩擦阻力.2.应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力的影响相对减小.3.实验时，应先接通电源，让打点计时器正常工作后再

4、松开纸带让重物下落.4.本实验川的三种验证方法均不需要测重物的质量加5.速度不能用尸gt或厘=阿讣算，应根据纸带上测得的数据，利用孑尸缺二"1汁算瞬时速度.一、实验原理及基本操作【例1】在验证机械能守恒定律的实验中有位同学按以下步骤进行实验操作：A.用天平称出重锤和夹子的质量；B.固定好打点计时器，将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器；C.松开纸带，接通电源，开始打点.并如此重复多次，以得到多条打点纸带；D.取下纸带，挑选点迹清晰且开始的两点间距接近2咖的纸带，记下起始点0,在距离0点较近处选择儿个连续的计数点（或计时点），并计算出各点的速度值；E.测出各计数点到0点

5、的距离，即得到重锤的下落高度；F.计算;Il/〃劭和如虧看两者是否相等.在以上步骤中，不必要的步骤是・有错误或不妥的步骤是・（填写代表字母）更正情况是：①；②；③;④.答案ABCDF①B中手应抓住纸带末端，让重锤尽量靠近打点计时器②C中应先接通电源，再松开纸带③D中应选取离0点较远的点④F中应计算gh,^v^的值解析A步骤不必要，不称量重锤的质量也可验证机械能守恒定律；B步骤中应让重锤尽量靠近打点计时器，而不是手靠近；C步骤中应先接通电源，后释放纸带；D步骤中应选取离0点较远的点，这样测量时距离较远，测量的相对误差较小；F步骤中应计算超力和扌於的值，若刃没有测量，就不能计算出刃月力”、+〃阳:

6、具体的值.【考点】验证机械能守恒定律的实验步骤【题点】验证机械能守恒定律的实验步骤针对训练（多选）用自由落体法验证机械能守恒定律，就是看如计是否等于飓九（/?为计数点的编号0、1、2-/7）.下列说法中正确的是（）A.打点讣时器打第一个点0时，重物的速度应为零B.力”是计数点n到起始点0的距离A.必须测量重物的质量A.用Vn=gtn计算％时，tn=(/?—1)T{T为打点周期)答案AB解析本实验的原理是利用重物的自rh落体运动來验证机械能守恒定律，因此打点计时器打第一个点时，重物运动的速度应为零，A正确；几与％分別表示打第〃个点时重物下落的高度和对应的瞬时速度，B正确；本实验中，不需要测量重物

7、的质量，因为公式的两边都有/〃，故只要gh=$成立，mgh=^mv就成立，机械能守恒定律也就被验证了，C错误;实验中应用公式畀來计算％D错误.【考点】验证机械能守恒定律的实验原理【题点】验证机械能守恒定律的实验原理二、数据处理及误差分析【例21(2018•嘉兴市第一中学高三上学期期末考试)在“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材•为完成此实验，除了所给的器