广东省佛山市三水区实验中学高中物理 4.5验证机械能守恒导学案（无答案）粤教版必修2.doc

4-5实验:验证机械能守恒定律【学习目标】1.理解实验的思路,明确测量的物理量.2.能正确地进行实验操作.3.会根据纸带测定下落的距离,掌握瞬时速度测量的方法.4.能根据实验数据得出实验结论.【学习重点】 理解机械能守恒定律实验原理【学习难点】 实验数据处理【课前预习】本实验的实验目的是通过研究物体_下落过程中, _能和_能的变化来验证_。实验原理：做自由落体运动的物体,设质量为m,下落高度为h时的速度为v,则减少的重力势能为_，增加的动能为_。若两个量在误差允许的范围内相等,就验证了机械能守恒定律.速度的测量:做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等_，公式为_。本实验中,用到的实验器材主要有打点计时器及学生电源、_、_、重物了_、带铁夹的铁架台、导线。【课堂探究】、选择重物时,选轻一点的好还是重一点的好?为什么?、本实验要不要测量垂物的质量?实验步骤：1按图安装实验器材,采用电火花式打点计时器，电源接v交流电源.接通电源前,用手提升纸带至重物靠近打点计时器处.2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.3重复步骤2两次,打出3条纸带.4取点迹清晰纸带进行测量.先将第一点记为0点,然后在纸带上任取5个连续的点(或间隔点数相同的点),如下图所示。5验证0点到2点过程机械能守恒的方程为mgh2=_，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,实验就是成功的。数据处理与分析：数据序号下落高度h/m瞬时速度v/(ms-1)减少的重力势能mgh/j增加的动能/j234【课堂探究】验证机械能守恒时可以回避起始点吗(即处理纸带时可以不用到起始点吗)?数据处理:h/mva/(ms-1)vb/(ms-1)势能减少量ep/j动能增加量ek/j【课堂探究】速度能不能用v=或v=gt计算?误差分析1.偶然误差:测量长度时会带来误差.2.系统误差: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,故动能的增加量ek必定稍小于势能的减少量ep.【课堂训练】 在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02s)，那么：(1) 纸带的_（用字母表示）端与重物相连;(2) 打点计时器打下计数点b时,物体的速度vb=_；(3) 从起点p到打下计数点b的过程中物体的重力势能减少量ep=_,此过程中物体动能的增加量ek=_;(g取9.8m/s2)(4) 通过计算，数值上ep_ek(选填“”或“=”),这是因为;(5) 实验的结论是_。【课堂检测】1.本实验中,除铁架台、夹子、低压交流电源、纸带和重物外，还需选用的仪器是()a. 秒表 b. 刻度尺 c. 天平 d. 打点计时器2.在验证机械能守恒定律的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力,这样的结果会有()a. mghmv2/2 b. mgh mv2/2c. mgh= mv2/2 d. 以上都有可能3.在验证机械能守恒定律的实验中，下列物理量中需要直接测量的有()a. 重物的质量 b. 重力加速度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4.“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法。(1)若实验中所用的重物质量m=1kg，打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02s，则记录b点时，重物的速度vb=_，重物动能ekb=_，从开始下落起至b点,重物的重力势能减少量是_，因此可得出的结论是_ _ _ _ (g取9.8m/s2)(2)根据纸带算出相关各点速度v，量出下落距离h，则以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是下图中的()5.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损坏了，剩下的一段纸带上的各个点间的距离如图所示(单位:cm)，已知打点计时器