高中物理 第七章 机械能守恒定律 9 实验：验证机械能守恒定律教学案 新人教版必修2

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1、9　实验：验证机械能守恒定律[学习目标]1.验证机械能守恒定律.2.熟悉瞬时速度的测量方法.3.能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论，能定性地分析产生误差的原因.一、实验原理做自由落体运动的物体，在下落过程中，重力势能减少，动能增加，如果重力势能的减少量等于动能的增加量，就验证了机械能守恒定律.二、实验器材铁架台(带铁夹)、打点计时器、重物(带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源(4～6V).三、实验步骤1.安装装置：按图1甲所示把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与电源连接好.图1非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司

2、述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。2.打纸带：在纸带的一端把重物用夹子固定好，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.先接通电源后释放纸带，让重物拉着纸带自由下落.重复几次，得到3～5条打好点的纸带.3.选纸带：从打好点的纸带中挑选点迹清晰且开始的两点间距接近2mm的一条纸带，在起始点标上0，以后任取间隔相同时间的点依次标上1、2、3….4.测距离：用刻度尺测出0到1、2、3…的距离，即为对应下落的高度h1、h2、h3….四、数据处理1.计算各点对应的瞬

3、时速度：根据公式vn＝，计算出1、2、3…n点的瞬时速度v1、v2、v3…vn.2.机械能守恒定律验证方法一：利用起始点和第n点.如果在实验误差允许范围内ghn＝v，则机械能守恒定律得到验证.方法二：任取两点A、B.如果在实验误差允许范围内ghAB＝v－v，则机械能守恒定律得到验证.方法三：图象法(如图2所示).图2若在实验误差允许范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律.五、误差分析本实验的误差主要是由纸带测量产生的偶然误差以及重物和纸带运动中的空气阻力及打点计时器的摩擦阻力引起的系统误差.六、实验注意事项1.打点计时器安装要稳固，并使

4、两限位孔的中线在同一竖直线上，以减小摩擦阻力.2.应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力的影响相对减小.3.实验时，应先接通电源，让打点计时器正常工作后再松开纸带让重物下落.4.本实验中的两种验证方法均不需要测重物的质量m.5.速度不能用v＝gt或v＝计算，应根据纸带上测得的数据，利用vn＝计算瞬时速度.非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。一、实验原理及基本操作例1　在利用自由落体运动验

5、证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50Hz，依次打出的点为0、1、2、3、4、…、n，则：(1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为________、________、________，必须计算出的物理量为________、________，验证的表达式为________________.(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是________(填写步骤前面的字母).A.将打点计时器竖直安装在铁架台上.B.先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落.C.取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验.D.将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过

6、打点计时器，用手提着纸带.E.选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1、h2、h3、…、hn，计算出对应的瞬时速度v1、v2、v3、…、vn.F.分别算出mv和mghn，在实验误差范围内看是否相等.答案　(1)第2点到第6点之间的距离h26　第1点到第3点之间的距离h13　第5点到第7点之间的距离h57　第2点的瞬时速度v2　第6点的瞬时速度v6mgh26＝mv－mv(2)ADBCEF解析　(1)要验证从第2点到第6点之间的纸带对应重物的运动过程中机械能守恒，应测出第2点到第6点的距离h26，要计算第2点和第6点的速度v2和v6，必须测出第1点到第3点之间

7、的距离h13和第5点到第7点之间的距离h57，机械能守恒的表达式为mgh26＝mv－mv.处理实验问题，要明确实验原理，根据原理设计实验步骤，有针对性的分析问题.针对训练　(多选)用自由落体法验证机械能守恒定律，就是看mv是否等于mghn(n为计数点的编号0、1、2…n).下列说法中正确的是(　　)A.打点计时器打第一个点0时，重物的速度为零B.hn是计数点n到起始点0的距离C.必须测量重物的质量非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。D.用vn

8、＝gtn计算vn时，tn＝(n－1)T