高中物理 探究、实验：用打点计时器验证机械能守恒定律学案新人教版

1、探究、实验：用打点计时器验证机械能守恒定律学习目标：1、理解实验基本原理。2、熟悉实验数据处理；学习重、难点：实验原理、实验数据处理；学 习 内 容教师复备(学生笔记)自主导学一、实验原理：1、在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能相互转化，但总的机械能守恒，若物体某时刻即时速度为v，下落高度为h，恒有：mgh=mv22、借助打点计时器，通过纸带测出重物某时刻高度h和该时刻的即时速度v，即可验证机械能守恒定律。3、测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻的前、后两段相等时间T内下落的距离由下列公式算出： vn=二、实验步骤：1、按图把打点记时器安装在铁架台上，用导线把打点计

2、时器与学生电源连好。 2、把纸带的一端在重锤上用架子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点记时器附近。3、先接通电源，后松手让重锤带着纸带下落。4、重复几次，得35条纸带。5、在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起始点标上O；6、以后各依次标上1、2、3.用刻度尺测出对应高度h1、h2、h37、应用公式，计算各点对应的速度v1、v2、v38、计算各点对应的势能减少量和动能的增加量进行比较。实验注意示项：1、用公式mv2/2=mgh验证机械能定恒定律，所选纸带1、2两点间距应接近2mm。2、器材中没有秒表和天平。3、误差分析：由于重锤克服阻力作功，所以动能增加量略

3、小于重力势能减少量。典型例题1、2007年江苏学测20如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置，关于这一实验，下列说法中正确的是（ ）A打点计时器应接直流电源B应先释放纸带，后接通电源打点C需使用秒表测出重物下落的时间D测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度解析D；2、2009年江苏学测22“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示，实 验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是（ ）A重物的质量过大B重物的体积过小C电源的电压偏低D重物及纸带在下落时受到阻力解析D；3、2012年江苏学测25如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置(1)实验中使用的电

4、源频率是50Hz，则纸带上打出的相邻两点的时间间隔为 s。(2)实验时，应使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上。这样做可以 (选填“消除”、“减小”或“增大”)纸带与限位孔之间的摩擦。(3)在实际测量中，重物减少的重力势能通常会 (选填“略大于”、“等于”或“略小于”)增加的动能。解析0.02；减小；略大于；4、2013年江苏学测9在“用电磁打点计时器验证机械能守恒定律”实验中，测量发现，下落过程中重物减少的重力势能通常略大于增加的动能，这是由于（ ）A重物质量过大B打点计时器的电压偏低C重物下落的初速度不为零D纸带与打点计时器间有摩擦解析D；课堂检测1、2014年江苏学测8“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示。关于该实验的说法正确的是（ ）A重物应选用密度小的物体B两个限位孔应在同一竖直线上C打点计时器应接低压直流电源D应先释放纸带，后接通电源解析B；2、2015年江苏学测25如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。(1)通过研究重物自由下落过程中增加的 与减小的重力势能的关系，从而验证机械能守恒定律。(2)实验中打点计时器应接 (选填“直流”或“交流”)电源。正确操作得到的纸袋如图所示，O点对应重物做自由落体运动的初始位置，从合适位置开始选取的三个连续点A、B、C到O点的距离如图，已知重物的质量为m，重力加速度为g。则从打下O点到B点的过程