实验：验证机械能守恒定律导学案.doc

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1、20-20学年度第二学期高一物理学科导学案学年度第二学期高一物理学科导学案NO主备人：审核：拟用时间：第周（月日-月日）课题：课题：7.9 实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律班级_姓名_学号_学习目标定位学习目标定位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。自主落实学案自主落实学案1.实验目的：实验目的：验证机械能守恒定律2.实验原理：实验原理：(1)只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒.利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度 h 及计算出瞬时速度 v，从而验证物体在自由下落过程中重力

2、势能的减少量Ep=mgh 与物体动能的增加量Ek=221mv相等。(2)纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到下落过程中势能的变化。再测出这两点的速度，从而得到它在各点的动能。比较这两点动能变化和势能变化，就能验证机械能是否守恒。3.实验器材：实验器材：铁架台(带铁夹)；打点计时器；重锤(带纸带夹)；纸带；复写纸片；导线；毫米刻度尺；低压交流电源。4.实验步骤：实验步骤：（1）装置：竖直架稳打点计时器，使打点计时器限位孔与纸带在同一直线上，以减小纸带受到的阻力。（2）将长约 1 m 的纸带用小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

3、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，重做上面的实验。（5）在取下的纸带中挑选第一、二两点间距离接近 2 mm且点迹清楚的纸带进行测量，先记下第一点 O 的位置，再任意取五个点 1、2、3、4、5 用刻度尺测量距 O 点的相应距离如图所示：为了减小测量 h 值的相对误差，选取的各个计数点要离起点远一些，纸带也不易过长，有效长度可在 60 cm80 cm 之内.（6）用公式thhvnn211计算出各点对应的瞬时速度 v1、v2、v3（7）利用公式 Ep=mgh 计算出各计数点与第一个点的重力势能的减少量。（8）比较动能增加量及重力势能的减少量的大小，

4、看一看在误差允许的范围内两者是否相等，从而验证机械能是否守恒。因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。4.实验误差的来源与分析（1）实验中，重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力)做功，使得动能的增量必定稍小于重力势能减少量，造成系统误差.（2）再者，实验中长度的测量也可造成偶然误差.（3）其次，实验操作过程中，能否保证纸带上第一、二两个实验点间距等于 2 mm,以确保打第一点时重锤速度为零，也是误差形成因素之一.典型题例导析典型题例导析例例 1 做“验证机械能守恒定律”的实验步骤有：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.

5、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C.松开纸带、接通电源D.更换纸带，重复几次，选用点迹清晰且第 1、2 两点间距为 2 mm 的纸带E.用天平称出物体的质量，利用 mgh=221mv验证机械能守恒定律在上述实验步骤中错误的是_和_。多余的是_。例例 2 某同学做“验证机械能守恒定律”实验，不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了，剩下了一段纸带上的各个点间的距离，他测出的结果如图所示，已知打点计时器工作频率为 50 Hz，重力加速度 g=9.8 m/s2.利用这段纸带说明重锤通过 2、5 两点时机械能守恒.122.83.23.64.04.3cm3456同步落实演

6、练同步落实演练1在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要直接测量的数据是()A质量B下落时间C下落高度D瞬时速度2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 m/s2.某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量出各计数点对应刻度尺上的读数如图所示，图中 O 点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D 分别是每打两个点取出的计数点.根据以上数据，可知重物由 O 点运动到 B点时.O A B C D 12.5 19.5 28.05 38.15（1）重力势能的减少量为多少？（2）动能的增加量是多少？（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？