高中物理 7.9实验：验证机械能守恒定律学案 新人教版必修.doc

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1、第七章机械能守恒定律第9节验证机械能守恒定律班级学号姓名成绩【课程学习目标】（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：掌握验证机械能守恒定律的实验原理。难点：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。【课堂导学】一、复习引入1、机械能守恒定律的条件是什么？2、忽略空气阻力，自由下落的物体在运动过程中机械能守恒，写出机械能守恒定律在本实验中的具体表达

2、式。（两种表达式）二、新课导学1、实验原理：质量为m的物体从O点自由下落到A点，OA间的高度差为h，物体在A点的速度为v，则在下落过程中减少的重力势能为，增加的动能为。2、装置和器材：装置如图所示。有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有：；缺少的器材是。3、实验操作：（1）安装打点计时器时应该注意（2）本实验是否需要测量重物的质量？（3）安装完成后，应先，再释放，再。4、测量与计算：（1）选纸带：选取点迹，且第一点O点的速度

3、应为零。怎样判别呢？（2）取点：起始点O，隔开几个点后依次取1、2、3、……。（3）测量：测出1、2、3、……各点对应的下落高度h1、h2、h3、……记入表格中。并根据公式ΔEp=计算减少的重力势能，填入表格中。（4）数据处理：根据公式vn=，计算出各点的瞬时速度v1、v2、v3、……并根据公式ΔEk=计算出增加的动能，记录在表格中。（5）判断ΔEp、ΔEk与是否。【典例分析】例1：某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图4所示，O点为重锤下落

4、的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。①打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB=m/s，重锤的动能EkB=J。②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为J。③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是。④在验证机械能守恒定律时，如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于的数值。例2：用气垫导轨装

5、置验证机械能守恒定律，先非常仔细地把导轨调成水平，然后如图所示用垫块把导轨一端垫高H。滑块m上面装=3cm的挡光框，使它由轨道上端任一处滑下，测出它通过光电门G1和G2时的时间Δt1和Δt2，就可以算它通过G1和G2时的速度v1和v2，就可以算出它由G1到G2这段过程中动能的增加量再算出重力势能的减少量ΔEp=mgh，比较ΔEk与ΔEp的大小，便可验证机械能是否守恒。（1）滑块的速度v1,v2如何求出？滑块通过G1时的高度h如何求出？（2）若测得图中L=1m,s=0.5m,H=20cm,m=50

6、0g，滑块通过G1和G2的时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s，当地重力加速度g=9.80m/s2，试判断机械能是否守恒。【参考答案】一、复习引入1、只有重力或弹簧弹力做功2、，二、新课导学1、mgh，。2、秒表，天平；刻度尺3、（1）两限位孔在竖直方向上。（2）不需要（3）接通电源，重物，关闭电源。4、（1）清晰，第一第二点间的距离为2mm。（3）mghn（4）（5）相等【典例分析】例1：①11.75，0.6903；②0.6909③减小的重力势能等于增加的动能④倾斜的直线（过原点）

7、，重力加速度g。例2：（1），，（2），在误差允许的范围内，机械能是守恒的。