高一物理验证机械能守恒定律

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1、第五节　验证机械能守恒定律核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案第五节　验证机械能守恒定律课标定位课标定位学习目标：1.会设计并完善验证机械能守恒定律的实验方案．2．明确实验的目的、原理、器材、步骤、注意事项及误差来源．3．会对实验数据进行处理及误差分析．重点难点：验证机械能守恒定律的方法．课前自主学案一、实验要求1．设计一种或几种验证机械能守恒定律的实验方案．2．选择一种可行性强的实验方案，进行实际操作．3．写出实验报告．二、实验指导设计实验方案时，需要正确理解机械能守恒定律的内容，特别注意机械能守恒定律成立的条件．在此基

2、础上，综合运用所学的知识，确定实验方法，形成一个初步的实验方案．将自己的方案和其他同学进行交流，再进行改进，最后形成一个可行的方案．三、汇报与交流完善改进实验方案，并完成实验．核心要点突破一、用自由落体运动验证机械能守恒定律1．实验目的验证机械能守恒定律．2．实验原理物体只在重力作用下做自由落体运动时，它的重力势能和动能相互转化，但总的机械能守恒，减3．实验器材铁架台(带铁夹)、打点计时器、重物、纸带、夹子、复写纸片、导线、毫米刻度尺、低压交流电源．4．实验步骤(1)按图4－5－1甲装置竖直固定打点计时器，并用导线将打点计时器接在交流

3、电源上.图4－5－1(2)将长约1m的纸带用夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方．(3)接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点．(4)换几条纸带，重复上面的实验．5．五项注意(1)打点计时器要竖直架稳，使其与纸带限位孔在同一竖直线上，以减小重物下降时所受的摩擦阻力．(2)实验时必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接通电源，让打点计时器工作稳定后再松开纸带，以保证第一个点是一个清晰的点．6．实验误差来源及分析(1)在测量重物下落的高度和计算某点的瞬时速度时，都要涉及长

4、度的测量，由于长度的测量而带来的误差叫偶然误差．减小这种误差的办法有三个：其一，保证测量时是从O点测量的；其二，多次测量求平均值以减小误差；其三，选取的计数点应尽量远离O点，以减小相对误差．(2)实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器和空气的阻力)做功，故动能的增加量ΔEk必定稍小于重力势能的减少量ΔEp，此为系统误差．可采取竖直固定打点计时器，选择密度较大的重物等方法来减小系统误差，但在误差允许的范围内可以认为机械能守恒．二、用摆球和数字计时器验证机械能守恒定律1．实验器材图4－5－2数字计时器、光电门、铁架台、细线

5、、带孔小钢球．2．实验步骤(1)实验装置如图4－5－2所示，先将光电门放在A点，使摆球偏离一定位置释放，测出摆球经A点时的速度，测量A点相对D点的高度．(2)依次将光电门放在B、C、D各点，使小球从同一位置释放测出摆球经B、C、D各点的速度，测量出各点相对D点的高度．(3)将测得的数据记入下列表格(4)比较ΔEk与ΔEp是否相等．速度v/(m·s－1)动能Ek/J高度h/m重力势能Ep/JABCD3．注意事项(1)小球每次应从同一位置释放．(2)由于小球要克服空气阻力做功，应选用密度大，体积小的小球．特别提醒：与打点计时器一样，光电计

6、时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图4－5－3所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，用挡光物体的长度除以挡光时间即可求出物体的瞬时速度．图4－5－3三、用摆球结合平抛运动验证机械能守恒定律如图4－5－4所示，用长约0.5m的细线拴住铁球做成摆，细线的上端固定，在悬点的正下方D处放一刮脸刀片，刀片平面取水平方向，刀刃应与摆线的运动方向斜交而不要垂直，见俯视图，这样才能迅速把线割断．仔细调整刀刃的位置，使之恰好能在球摆到最低点时把线割断，割断处应尽量靠

7、近摆球．在水平面上放一张白纸，上面再放一张复写纸．图4－5－4实验时，用天平测出小球的质量m，将摆球偏离平衡位置B，测出小球在点A处相对于B点的高度h1.释放摆球，当摆球经过平衡位置时，摆线被课堂互动讲练实验操作步骤的考查验证机械能守恒定律的实验步骤如下：A．把打点计时器固定在铁架台上，并用导线将打点计时器接在低压交流电源上B．将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提着纸带，让手尽量靠近打点计时器例1C．松开纸带，接通电源D．更换纸带，重复几次，选点迹清晰的纸带进行测量E．用天平测量物体的质量m在上述实验步骤中错误的是_______和___

8、____，多余的是________．【精讲精析】步骤B中应让重物尽量靠近打点计时器，而不是手靠近打点计时器．步骤C应先接通电源，后释放纸带．步骤E多余，不需要测重物的质量．【答案】BCE【方法总结】对于物理实验，掌握实验