高中物理 7.9实验 验证机械能守恒定律导学案新人教版必修 .doc

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1、7·9实验：验证机械能守恒定律课前自主预习1.实验目的：该实验是利用自由落体运动来验证的。2.实验原理：通过实验，求做自由落体运动的物体重力势能的和相应过程动能的若两者在数值上则说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律：ΔEk=-ΔEP3.实验器材:该实验所需器材有电源、纸带、复写纸片、重物、带有铁夹的铁架台、导线，还需要。4.实验误差：重物下落过程中，会不可避免的受到空气阻力、纸带与打点计时器间的阻力影响，这些都使重物的机械能。为减小这些阻力对实验的影响，可以使打点计时器固定。同时选用的重锤。5.实验步骤（如图所示）（1）安装仪器：将打点计时器固定在上；用导线将打点计

2、时器与交流电源先连接。（2）接电源，打纸带：把纸带的一端穿在重物上用夹子固定好，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附近，接通电源，待打点稳定后松开纸带，让重物。重复几次，打下3—5条纸带。（3）选纸带：选取点迹较为的。挑选纸带上第一个点及距离第一个点较远的点，并依次标上0,1，2,3.......（4）数据处理：测出点1、点2、点3、.......到0的距离，即为对应的下落高度h1、h2、h3………利用公式，计算出点1、点2、点3.......的瞬时速度v1、v2、v3..........（5）验证：做自由落体运动的物体下落的高度为h时速

3、度为v，则物体的重力势能减少量为mgh，动能增加量为，如果在误差范围内mgh=,即，就验证了机械能守恒定律。（6）实验结论：在只有重力做功的情形下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总的机械能守恒。因此，在误差范围内验证了重难点点拨（一）验证机械能守恒定律的实验原理及数据处理例1.利用图中所示的装置可以研究自由落体运动．实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源．松开纸带，使重物下落，打点计时器会在纸带上打出一系列的小点．(1)为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有_______(填入正确选项前的字母)A．天平　　　　　B．秒表　　　　　C．米尺(2)若实验中

4、所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此误差的原因：.变式训练1—1：在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg.甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、第2两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm和0.25cm，则可肯定________(选填“甲”“乙”“丙”)在操作上有错误，错误是_．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离分别为15.55cm

5、、19.20cm和23.23cm.则当打点计时器打B点时，重物的重力势能减小量为________J，重物的动能为________J(均保留3位有效数字)．通过计算表明数值上ΔEp___ΔEk(填“大于”“小于”或“等于”)这是因为，实验的结论是：。（二）实验误差分析及注意事项例2在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如图所示，其中A点为打下的第一个点，0、1、2……为连续的计数点。现测得两相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T。根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下

6、落运动的加速度大小表达式为。在打第5号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为。要验证机械能守恒定律，为减小实验误差，应选择打下第______号和第__________号计数点之间的过程为研究对象。变式训练2—1在验证机械能守恒定律的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样的结果会有()A．mgh>mv2B．mgh

7、端的水平距离为s．(1)若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2＝(用H、h表示)．(2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示，请在坐标纸上作出s2--h关系图．(3)对比实验结果与理论计算得到的s2--h关系图线(图中已画出)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率(填“小于”或“大于”)理论值．(4)从s2--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是。课堂知识演练1.（多选）在验证机械能守恒定律的试验中，没有必要进行的操作时（）A.用天平侧重物的质量B.用秒表侧重物下落的时间C.用打点计时器记录重