【浙江版】高中物理 7.9实验：验证机械能守恒定律学案 新人教版必修2.doc

第七章 机械能守恒定律 第9节 验证机械能守恒定律班级 学号 姓名 成绩 【课程学习目标】（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时器来验证机械能守恒定律，体验验证的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。【课堂导学】一、复习引入1、机械能守恒定律的条件是什么？2、忽略空气阻力，自由下落的物体在运动过程中机械能守恒，写出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。（两种表达式）二、新课导学1、实验原理：质量为m的物体从o点自由下落到a点，oa间的高度差为h，物体在a点的速度为v，则在下落过程中减少的重力势能为 ，增加的动能为 。2、装置和器材：装置如图所示。有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有： ；缺少的器材是 。3、实验操作：（1）安装打点计时器时应该注意 （2）本实验是否需要测量重物的质量？（3）安装完成后，应先 ，再释放 ，再 。4、测量与计算：（1）选纸带：选取点迹 ，且第一点o点的速度应为零。怎样判别呢？ （2）取点：起始点o，隔开几个点后依次取1、2、3、。（3）测量：测出1、2、3、各点对应的下落高度h1、h2、h3、记入表格中。并根据公式ep= 计算减少的重力势能，填入表格中。（4）数据处理：根据公式vn= ，计算出各点的瞬时速度v1、v2、v3、并根据公式ek= 计算出增加的动能，记录在表格中。（5）判断ep、ek与是否 。【典例分析】例1：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，如图4所示，o点为重锤下落的起点，选取的计数点为a、b、c、d，各计数点到o点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。打点计时器打出b点时，重锤下落的速度vb= m/s，重锤的动能ekb= j。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 j。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 。 在验证机械能守恒定律时，如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是 ，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于 的数值。例2：用气垫导轨装置验证机械能守恒定律，先非常仔细地把导轨调成水平，然后如图所示用垫块把导轨一端垫高h。滑块m上面装=3cm的挡光框，使它由轨道上端任一处滑下，测出它通过光电门g1和g2时的时间t1和t2，就可以算它通过g1和g2时的速度v1和v2，就可以算出它由g1到g2这段过程中动能的增加量再算出重力势能的减少量ep=mgh，比较ek与ep的大小，便可验证机械能是否守恒。（1）滑块的速度v1,v2如何求出？滑块通过g1时的高度h如何求出？（2）若测得图中l=1m,s=0.5m,h=20cm,m=500g，滑块通过g1和g2的时间分别为5.010-2s和2.010-2s，当地重力加速度g=9.80m/s2，试判断机械能是否守恒。【参考答案】一、复习引入1、只有重力或弹簧弹力做功2、，二、新课导学1、mgh，。2、秒表，天平；刻度尺3、（1）两限位孔在竖直方向上。（2）不需要（3）接通电源，重物，关闭电源。4、（1）清晰，第一第二点间的距离为2mm。 （3）mghn （4） （5）相等【典例分析】例1：11.75， 0.