第05节验证机械能守恒定律.docx

验证机械能守恒定律导学案班别： 学号： 姓名： 【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理解利用自由落体运动验证机械能守恒定律的原理和方法3、学习会误差分析的思维。4、小组合作，设计验证机械能守恒定律实验。【课堂实施】1、 实验目的1会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度2掌握利用自由落体运动验证机械能守恒定律的原理和方法2、 实验原理让物体自由下落，忽略阻力情况下物体的机械能守恒，有两种方案验证物体的机械能守恒：1以物体下落的起始点O为基准，测出物体下落高度h时的速度大小v，若成立，则可验证物体的机械能守恒2测出物体下落高度h过程的初、末时刻的速度v1、v2，若关系式成立，则物体的机械能守恒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4、 实验步骤1如图甲所示，把打点计时器固定在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好2把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近3接通电源，释放纸带，让重物自由下落4重复步骤2、3，得到35条打好点的纸带5在打好点的纸带中挑选一条点迹清晰的纸带，在起始点标上0，以后各点依次标上1、2、3、，如图乙所示，用刻度尺测出对应的下落高度h1、h2、h3、.5、 数据处理1利用公式计算出点1、点2、点3的瞬时速度v1、v2、v3、.2要验证的是只需验证因此不需要测量重物的质量m.3验证：通过计算，在误差允许的范围之内是否相等或6、 注意事项及误差分析1、7、 小组设计实验(续上页)八、学习感悟【课后作业】探究实验一、实验原理与操作例：在验证机械能守恒定律的实验中，有同学按以下步骤进行实验操作：A用天平称出重锤和夹子的质量B固定好打点计时器，将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器C松开纸带，接通电源，开始打点并如此重复多次，以得到几条打点纸带D取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点O，在距离O点较近处选择连续几个计数点(或计时点)，并计算出各点的速度值E测出各点到O点的距离，即得到重锤下落的高度F计算出看两者是否相等在以上步骤中，不必要的步骤是_；有错误或不妥的步骤是_(填写代表字母)；更正情况是_，_，_，_.探究实验二、实验数据的处理及误差分析例：某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重力加速度大小为g9.80m/s2.实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示，纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值回答下列问题(计算结果保留3位有效数字)：(1)打点计时器打B点时，重物速度的大小vB_m/s；(2)通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据探究实验三、创新设计实验例：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面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平；用游标卡尺测量挡光条的宽度为l9.30mm；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