江苏省镇江市高中物理 7.9实验验证机械能守恒定律学案（无答案）新人教版必修2.doc

课题：7.9 实验:验证机械能守恒定律 【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。 【重点难点】1.掌握验证机械能守恒定律的实验原理。2.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。 【学习流程】问题引导（自主学习） 1、必须选择一个符合机械能守恒的运动模型来验证机械能守恒定律，本实验选择自由落体运动模型来验证机械能守恒定律，是因为物体在自由落体运动过程中只有_做功，满足_。2、按照书本要求，本实验是验证自由落体轨迹上开始点和其后任意点之间的机械能守恒，为此必须选择物体初速度为_,判断开始点是否满足要求的依据是_,为了计算物体减少的重力势能，必须测量出物体_，对应的测量器材是_。为了计算出某时刻物体的动能，必须测量出物体在该时刻的瞬时速度，其计算公式为_，这是利用了什么原理？_。为了计算物体的动能和重力势能，按理还需要知道物体的质量，但本实验中可以不测物体的质量，其原因是_ 。3、实验操作过程中，是先接通电源开始打点还是先放开纸带？为什么？ _ 。4、为了减小实验误差，应尽量减小重物下落时纸带所受的阻力。因此重锤应选_（填重、轻），纸带应_放置。尽管采取了上述措施，但由于阻力还是存在的，所以实验中重力势能的减小量应_动能的增加量，这样才是符合实际的。5、在架设打点计时器时应注意什么？为什么？6、测量下落高度时，某同学认为都必须从起始点算起，不能弄错。他的看法正确吗？为了减小测量 h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？7、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。诱思讨论（合作学习）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，并计算出结果，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 本实验中，为什么以第1点为基准进行验证时，选用纸带应尽量挑选第1、2两点间距离接近2mm的纸带？ 例3.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，测得当地的重力加速度g=9.8m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg，实验中得到一点迹清晰的纸带（如图），把第一点记作o，另选连续的4个点a、b、c、d作为测量的点，经测量知道a、b、c、d到0点的距离分别为62.99cm,70.18cm,77.76cm,85.73cm,根据以上的数据，可知重物由0运动到c点，重力势能的减小量等于_j,动能的增加量等于_j。（取三位有效数字） 重点点拨（方法学习） 及时训练（巩固学习）1. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，除天平、铁架台、夹子、纸带和重物外，还需要（ ）a. 秒表 b. 刻度尺 c. 学生电源 d. 打点计时器2. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，对于自由下落的重物，下列选择条件中可取的是（ ）a. 选用重物时，重的比轻的好b. 选用重物时，体积小的比大的好c. 重物所受重力应与它所受的空气阻力和纸带所受打点计时器的阻力平衡d. 重物所受重力应远大于它所受的空气阻力和纸带所受打点计时器的阻力3. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列叙述正确的是（ ）a. 安装打点计时器时，两纸带限位孔应在同一竖直线上b. 实验时，在松开纸带让重物下落的同时，应立即接通电源c. 若纸带上开头打出的几点模糊不清，也可设法用后面清晰的点进行验证d. 测量重物下落高度必须从起始点算起4. 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，这样会导致实验结果（ ）a. b. c. = d. 以上均有可能5. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m1kg的物体自由下落，得到如图563所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s。那么从打点计时器打下起点o到打下b点的过程中，物体重力势能的减少量ep_j，此过程中物体动能的增加量ek=_j。由此可得到的结论是： 。(g=9.8 m/s2，保留三位有效数字)6.用打点计时器和重物在自由下落的情况下验证机械能守恒定律的实验中，电源频率为50 hz，依次打出的点为0、1、2、3、4，则（1）在图564两条纸带中应选取的纸带是_，因为_。图