验证机械能守恒实验导学案.docx

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1、编号:必修二46课题：实验：验证机械能守恒定律制作： 那丹 课型：新课教学 课时1 授课时间：、【教学目标】1.理解实验的设计思路，明确实验中需要测量的物理量。2.知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的 瞬时速度的方法。3.能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析中得出实验结论。4.能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差。二.重点、难点 重点：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。三、助学连接1、一同学利用打点计时器打出的纸带分析小车的运动速度时，从几条纸带中选出

2、了一条不很完整的纸带，如图141所示.纸带上有六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点没有画出，所用交流电的频率为50 Hz,2.80 4.40 5.967.57 9.1010.7101234562.80 4.40 5.967.57 9.1010.710123456相邻计数点之间的距离已标在图中，单位是厘米.（1）计算06点之间的平均速度；打点计时器打第4个点时小车的瞬时速度接近多少？2、机械能守恒定律的条件 3、机械能守恒定律的公式四、学习指导 一、实验介绍1 .实验目的：验证机械能守恒定律。2 .实验原理：本实验验证极其简单情形下的机械能守恒自由落体运动。而且，针对的是及其特殊的过程从释放点

3、到某位置。二、实验器材电火花计时器（或电磁打点计时器），交流电源，纸带（复写纸片），重物（带纸带夹子）, 导线，刻度尺，铁架台（带夹子）。三、实验步骤.按图安装实验器材;电源接学生电源，并将输出电压调至46V交流。接通电源前, 用手提升纸带至重锤靠近打点计时器处。1 .先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。关闭电源，取下纸带备用。2 .重复步骤2两次，打出3条纸带。3 .取点迹清晰，且第一、二点距离接近2mm的纸带进行测量。先将第一点记为O点, 然后在纸带上任取5个连续的点（或间隔点数相同的点）1. 2. 3. 4. 5 , 如以下图所示。o4 .验证O点到2点过程机械能守恒的方程为：mgh

4、2 = 2 m 2T ,其中T为1点到2点（或2点到3点） 之间的时间间隔，如果在误差允许的范围内等式成立，试验就 是成功的。同理，可以验证O点到3点过程、O点到4点过 程的机械能是否守恒。6.拆下器材，放回原处。四、数据处理与分析：依据刚才的实验，我们采集整理以下信息:数据序号下落高度hn （m）瞬时速度Vn （m/s）减少的重力势能 mghn （J）增加的动能2 m*。（J）12五、实验结论：在实验误差允许的范围内，重锤减少的重力势能 增加的动能，所以，总的机械能是。六、考前须知：1 .本实验中的阻力（空气阻力、纸带阻力）是客观存在的，只有当重锤的重量足够大，才能确保阻力远小于 重力，近似

5、满足机械能守恒的条件。2 .如果我们得到的式子是mgh2c2T ,是正常的，因为有介质阻力作负功；反之，如果得到mgh22m、2T ,那么说明实验有问题。3 .取第一、二点间距为2mm进行数据处理.本实验不需要测量重锤的质量。4 .重力加速度不能取10m/s2 o【达标测试】1.在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要直接测量和间接测量的数据是重物的（）A.质量 B.下落时间2.选择纸带时，较为理想的是（A.点迹小而清晰的C.第一、二点距离接近2mm的C.下落高度 D.瞬时速度）B.点迹粗的D.纸带长度较长的（4050cm）3 .在“验证机械能守恒定律”的实验中，有以下器材可供选择:铁架台、打点

6、计时器、复写纸、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关。其中不必要的器材是。缺少的器材是.以下实验步骤中，合理的顺序是A.把重物系在夹子上，纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系重物的夹子，让夹子靠近打点计时器。8 .把打点计时器接入学生电源交流输出端，输出电压调在6V。C.把打点计时器固定在铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上。D.拆下导线，整理器材。E.接通电源，释放纸带。F.断开电源，更换纸带。再进行两次实验。G.在三条纸带中选取最合适的一条，再纸带上选几个点，进行数据处理。9 .某次“验证机械能守恒定 律”的实验中,用6V、50Hz 的打点计时器打出的一条无 漏点的纸带，如下图，。点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、。、。，各计数点到。点的长度已在图上标出，单位为毫米， 重力加速度取9.8m/s2,假设重锤质量为1kg。打点计时器打出3点时，重锤下落的速度由=m/s, 重锤的动能反B二 Jo从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为Jo根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论 是 O10 在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，对第一个计数点的要求为 o用方法可以判断满足了这个要求。实验时必须知道重锤的动能增加量应小于重力势能减少量， 而在实验计算中却可能出现动能增加量大于重力势能减少量，这是由于 O