江苏省淮安市淮安中学高中物理 7.9 实验 验证机械能守恒定律导学案（无答案）新人教版必修2.doc

实验：验证机械能守恒定律一、学习目标1理解实验的设计思路明确实验中需要直接测量的物理量2知道实验中选取测量点的有关要求，会根据纸带测定物体下落的高度，掌握测量瞬时速度的方法3能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论，能定性分析产生误差的原因二、知识要点1实验目的：:验证机械能守恒定律2实验原理：做自由落体运动的物体下落的高度为h时速度为v，则物体的重力势能减少量为mgh，动能增加量为mv2，如果mghmv2，即ghv2，就验证了机械能守恒定律3实验器材：铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重锤(带纸带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源(46 v).4实验步骤：(1)安装；(2)接电源，打纸带；(3)选纸带；(4)数据测量.5做本实验需要考虑的问题：(1)重物下落的过程中除受重力外，还受到哪些阻力？怎样减小这些阻力对实验的影响？(2)重物下落时最好选择哪两个位置作为过程的开始和结束的位置？(3)本实验中用的重锤，质量大一些好还是小一些好？为什么？(4)质量是否为本实验必须测量的量？6数据处理(1)利用公式vn，计算出点1、点2、点3的瞬时速度v1、v2、v3.(2)要验证的是mv2mgh或mv22mv12 mgh，只需验证v2gh或v22v12 gh，因此不需要测量重物的质量m.7实验注意事项(1)打点计时器安装要稳固，并使两限位孔在同一竖直线上，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松开纸带让重物下落(4)本实验中的两种验证方法均不需要测重物的质量m.(5)速度不能用vgt或v计算，应根据纸带上测得的数据计算瞬时速度三、典型例题 例1某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤：a用天平称出重物的质量b把纸带固定到重物上，并把纸带穿过打点计时器，提升到一定高度c拆掉导线，整理仪器d断开电源，调整纸带，重做两次e用秒表测出重物下落的时间f用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离，记录数据，计算出结果，得出结论g把打点计时器接到低压交流电源上h接通电源，释放纸带i把打点计时器接到低压直流电源上j把打点计时器固定到桌边的铁架台上上述实验步骤中错误的是_，可有可无的是_，其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是_(均只需填步骤的代号)例2某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，不慎将一条选好的纸带的前面一部分损坏了，他测出剩下的一段纸带上的各个点间的距离如图所示已知打点计时器的工作频率为50 hz，重力加速度g9.8 m/s2.利用这段纸带说明重锤通过2、5两点时的机械能守恒例3利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示(1)实验步骤：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平；用游标卡尺测量挡光条的宽度为l9.30 mm.由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s_ cm.将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间t1和t2；用天平称出滑块和挡光条的总质量m，再称出托盘和砝码的总质量m.(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式；滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1_和v2_.当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为ek1_和ek2_.在滑块从