人教版高一物理必修2第七章第9节验证机械能守恒定律导学案设计无

人教版高一物理必修2第七章第9节考证机械能守恒定律导教课方案设计无人教版高一物理必修2第七章第9节考证机械能守恒定律导教课方案设计无6/6人教版高一物理必修2第七章第9节考证机械能守恒定律导教课方案设计无第七章第9节考证机械能守恒定律一、实验目的经过自由落体运动考证机械能守恒定律．二、实验原理在自由落体运动中，物体的重力势能和动能能够相互转变，但总的机械能守恒．方法1：若以重物下落的初步点O为基准，设重物的质量为m，某一时辰物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有mgh＝1mv2，借助打点计时器，测出重物某时辰的下落高度h和该时辰的瞬时速度v，2即可考证机械能可否守恒．方法2：任意找两点A、B，分别测出两点的速度大小vA、vB以及两点之间的距离h.若物体的机械能守恒，应有Ep＝Ek.测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的前、后相邻的两段相等时间T内下落的距离xn和xn＋1，由x＋xn＋1hn＋1－hn－1公式vn＝n2T，或由vn＝2T算出．三、实验器材铁架台(带铁夹)，打点计时器，重物(带纸带夹子)，纸带数条，复写纸，导线，毫米刻度尺，学生电源(交流4～6V)．四、实验步骤1．安装装置：以以以下列图，将打点计时器固定在铁架台上，并用导线将打点计时器与沟通电源相连结．2．打纸带：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，用手提着纸带使重物停靠在打点计时器周边，接通电源，待打点牢固后松开纸带，让重物自由下落．重复几次，打下3～5条纸带．3．选纸带：采用点迹清楚的纸带，在第一个点及距离第一个点较远的点上依次标上0、1、2、3、4．测距离：测出0到点1、点2、点3、的距离，即为对应的下落高度h、h、h、123五、数据办理h－hn－11．利用公式vn＝n＋11、点2、点3、的瞬时速度v1、v2、v3、.2T，计算出点12＝mgh或121212＝gh或12122．要考证的是2mv21＝mgh，只需考证2v21＝gh，因此不需要测量重2mv－2mv2v－2v物的质量m.3．考证：经过计算，在误差同意的范围之内1212122vn与ghn可否相等或2vm－2vn与ghmn可否相等．六、误差解析产生原因减小方法①测量时都从第一个点量起；有时误差测量②多次测量，求平均值①安装打点计时器时，使两限位孔中线竖直；系统误差空气和摩擦阻力②选择质量适合大、体积尽量小的重物七、注意事项1．先接通电源打点，后释放纸带．2．采用纸带：1212(1)要考证2mvn＝mghn，必定保证纸带上的第一点为重物静止释放时打的点，所从前两个点的间距为h＝2gt1＝2×9.8×(0.02)2m≈2mm.1212(2)要考证2mvm－2mvn＝mghmm，这时选择纸带不需要知足前两点间距凑近

2mm.3．计算速度时不能够用

v＝gt或

v＝

2gh，否则就犯了用机械能守恒定律去考证机械能守恒定律的错误．4．测量下落高度时，为减小实验误差，后边的点应距起点较远，在测量各点到起点的距离时，应该用刻度尺从起点量起，一次性读出各点到起点的距离．一、实验原理与实验步骤1．在“考证机械能守恒定律”的实验中，有以下A至F六个步骤：．将打点计时器竖直固定在铁架台上B．接通电源，再松开纸带，让重锤自由下落C．改换纸带，从头做实验D．让重锤固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带的另一端E．选择一条纸带，用刻度尺测出重锤下落的高度h1、h2、h3、、hn，算出对应的瞬时速度vnF．分别算出

1v2和n

gh，比较在实验误差范围内可否相等n(1)以上实验步骤按合理次序排列应该是

______________．(2)某同学在进行实验时，获得了数条纸带，以下做法正确的选项是

________．A．必定精选第

1、2两点间的距离凑近

2cm

的纸带进行测量B．在纸带上能够采用点迹清楚的、方便测量的某点作为计数点的始点C．用刻度尺量出各计数点到第一点之间的距离，获得重锤下落的相应高度h1、h2、、hnhn＋1－hn－1D．用公式v＝计算出各计数点对应的重锤的瞬时速度2．在考证机械能守恒定律的实验中，有同学采用1mv2＝mgh考证，按以下步骤进行实验操作：2．用天平称出重物和夹子的质量B．固定好打点计时器，将连结重物的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量凑近打点计时器C．松开纸带，接通电源，开始打点．并这样重复多次，以获得几条打点纸带D．取下纸带，精选点迹清楚的纸带，记下初步点O，在距离O点较近处选择几个连续计数点(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，即获得重物下落高度在以上步骤中，不用要的步骤是________；有错误或不妥的步骤是________(填写代表字母)；改正情况是①_____________________________________，_______________________________________________，③________________________________________________.二、数据办理与误差解析3.如图甲为“考证机械能守恒定律”的实验装置表示图．在实验中，已知电磁打点计时器工作周期T＝0.02s，自由下落的重物质量m＝2kg.如图乙为某同学实验后选出的一条理想的纸带，O点是打出的第一个点，A、B、C是在纸带上取出的三个计数点，

AB、BC

之间各有一个点未画出．经测量得

A、B、C

三点到

O点的距离分别为

x1＝12.9cm，x2＝20.6cm，x3＝28.9cm，取

g＝9.8m/s2，达成以下问题：纸带的________端(填“左”或“右”)与重物相连；依照图上所得的数据，应取图中O点和________点来考证机械能守恒定律；(3)从O点到所取点，重物重力势能减少量Ep＝______J，动能增加量Ek＝________J．(结果保留3位有效数字)4.在考证机械能守恒的实验中，已知打点计时器打点间隔为T，某一组同学获得了一条以以以下列图的纸带，在填写实验报告时甲、乙两个同学选择不同样样的数据办理方法：甲同学测出了C点到第一点O的距离hOC2OCOC12C与2mvC，利用v＝2gh计算获得了C点的速度，今后考证mgh相等．乙同学测出了A、B、C、D各点到第一点O的距离hA、hB、hC、hD，利用vB＝hC－hA、vC＝hD－hB2T2T计算B、C点的速度，今后考证了1212mg(hC－hB)与mvC－mvB可否相等．22请你对甲、乙两位同学的做法逐一解析，不合理之处提出圆满方法．三、创新设计5.利用气垫导轨考证机械能守恒定律，实验装置表示图以以以下列图．实验步骤：①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；②用游标卡尺测量挡光条的宽度为l＝9.30mm；③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s＝________cm；④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经过光电门2；⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条经过光电门1和光电门2所用的时间t1和t2；⑥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以下所示物理量的表达式：①滑块经过光电门1和光电门2时的瞬时速度分别为v1＝________和v2＝________.②当滑块经过光电门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＝____________.③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量Ep减＝________(重力加速度为g)．若是Ep减＝________，则能够为考证了机械能守恒定律．6.如图甲所示为考证机械能守恒定律的实验装置，图乙为某同学在一次实验中打出的一条纸带．(1)若A、B、C、D、E为纸带上五个连续的点，测得A、B两点之间的距离为x1，D、E两点之间的距离为x2，使用的沟通电频次为f，则由此得出重锤下落的加速度的表达式为a＝____________.(2)经查阅得知当地的实质重力加速度大小为g，若重锤质量为m，则重锤在下落过程中所碰到的平均阻力大小为F＝________________.我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后，某课外活动小组对舰载飞机利用阻截索着舰的力学问题很感兴趣．他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了以以以下列图的装置，准备定量研究钢球在橡皮条阻截下前进的距离与被阻截前速率的关系．要达到实验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的________和在橡皮条阻截下前进的距离，还必定增加的一种实验器材是________．忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，依照________定律，可获得钢球被阻截前的速率．2.图中甲、乙两图都是用来“考证机械能守恒定律”的装置表示图，已知该打点计时器的打点频次为50Hz.甲、乙两图比较较，________图所示的装置较好，简单说明原因：________.(2)丙图是采用较好的装置并按正确的实验步骤进行实验打出的一条纸带，其中O点为打出的第一个点，标为1，后边依次打下的一系列点迹分别标为2、3、4、5.经测量，第1、2两点间的距离小于1mm.对此小张和小李两位同学张开了谈论．小张同学认为：由自由落体运动可知，纸带若由静止开始下落，则1、2两点间的距离应凑近2mm，这样的纸带不能够用来进行实验数据的