高中物理7.9实验验证机械能守恒定律导学案新人教版必修2

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1、第七章机械能守恒定律第9节实验：验证机械能守恒定律【学习目标】1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。2、掌握验证机械能•守恒定律的实验原理。3、通过用纸带与打点计吋器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。【重点】掌握验证机械能守恒定律的实验原理。【难点】验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。1预习案1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。在图1中，质量为刃的物体从。点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点昇和〃的机械能分别为：Rp.,&=如果忽略空气阻力，物体下落过程屮的机械能守恒，于是有

2、:上式亦可写成为了方便，可以直接从开始下落的0点至任意一点（如图1中昇点）来进行研究，这时应有：丄加诂=mgh本实验要验证的表达式，式屮h是高度，必是物体在〃点的速度。2、如何求出/点的瞬时速度％?3、如何确定重物下落的高度？4、怎样验证机械能守恒定律？探究案探究一：该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是笫一点0为计时起点，二是0点的速度应为零。怎样判别呢？探究二:是否需要测量重物的质量?探究三：在架设打点计时器时应注意什么？为什么？探究四：实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？为什么？探究五：测量下落高度吋，某同学认为都必须从起始点算起，不能弄错

3、。他的看法正确吗?为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？实验步骤1.把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生电源和打点计时器接好.2.把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近.3.接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重锤自由下落，打出一系列的点.4.重复上一步的过程，打两到三条纸带.5.选择一条点迹清晰且第1、2点间距离接近2mm的纸带，在起始点标上0,以后各点依次为1、2、3……用刻度尺测量对应下落的高度hlh2h3,……记人表格中

4、・・6.用公式Vn=hn*i+hn-i/2t,计算出各点的瞬时速度vlv2v3并记录在表格中.7.计算各点的重力势能的减少一量。和动能的增加量，并进行比较.看是否相等，将数值填人表格内.（五）实验数据处理各计数点12345下落高度初末速度势能AEp动能结论误差分析:课堂小结:课后巩固【概念规律练】知识点一实验器材的选择和实验的操作1.用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下列物理量屮需要测量的有(A.重物的质量B.重力的加速度C.重物下落的高度D.与重物下落高度对应的重物的瞬时速度2.在验证机械能守恒定律的实验中：(1)从下列器材中选出实验所

5、必需的，其编号为.A.打点计时器(包括纸带)B.重物C.天平D.毫米刻度尺E.秒表F.运动小车(2)打点计时器的安装放置要求为；开始打点计时的时候，应先—后再(1)选择下列正确的实验步骤，并按次序括列为.A.用天平测出重锤的质量B.把打点计时器竖直地夹稳在铁架台上C.接通电源，松开纸带D.松开纸带，接通电源E.用停表记下重锤下落的时间F.取下纸带，重复上述实验3次Q将纸带固定在重锤上，让纸带穿过打点计吋器并用手提住，使重锤靠近打点计吋器11.选取理想纸带，对儿个方便的点测量并计算，看mgh和*T)/是否相等知识点二实验•的原理1.在某次验证机械能守

6、恒定律的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一条竖直线上，使纸带通过时受到了较大的阻力，则结果()A.mgh>^inv2B.mgh<

7、mv212C.mgh=^mvD.以上都不可能2.某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验吋，不慎将一条选择好的纸带的前血部己知打分损坏了，剩下的一段纸带上各点间的距离，他测出并标在纸带上，如图1所示.点计时器打点的周期T=0.02s,重力加速度g取9.8m/s.;2.9严；3.6;4.0;cmC436?图1(1)利用纸带说明重物通过第2、5两点时机械能守恒.(2)分别说明为什么得到的结果是重力势能的减少量略大于动能的增

8、加量?【方法技巧练】实验数据的处理方法5.在“验证机械能守恒定律”的实验中，根据纸带算出各点的速度门量出下落距离h,6.在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计•时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.80刃/，扌，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图2所示，图中0点是打点计时器打出的第一个点，八、B、C、D分别是每两个点取出的计数点.根据以上数据，可知重物由0点运动到B点时.单位：cm•••“BC3&1513.4019.502&95(1)重力势能的减少量为多少？(2)动能的增加量是多少？(

9、3)根据计算的数据可得出什么结论？产生误差的主要原因是什么？课后反思:参考答案课后巩固1.CD,2.(1)A、B、D(2)