人教版高一物理必修二第七章第9节实验验证机械能守恒定律学案设计无

人教版高一物理必修二第七章第9节实验考证机械能守恒定律教课方案设计无人教版高一物理必修二第七章第9节实验考证机械能守恒定律教课方案设计无7/7人教版高一物理必修二第七章第9节实验考证机械能守恒定律教课方案设计无第七章第9节实验：考证机械能守恒定律【学习目标】1、理解实验设计思路，明确实验中需直接测量的物理量；2、掌握测量瞬时速度的方法，正确解析实验误差产生的原因【重难点】掌握瞬时速度的测量方法及误差产生的原因一、课前预习：1、机械能守恒定律：内容：在只有_____________做功的情况下，物体的______________________发生互相转变，但总的机械能保持不变。表达式：2、瞬时速度的求解方法(1)“平均速度法”求瞬时速度，即n＝xn＋xn＋1，如图1所示．v2T图1二、知识要点1.实验目的：考证机械能守恒定律.实验原理：经过实验，求做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量.若二者相等，说明机械能守恒，进而考证机械能守恒定律.实验器材：打点计时器及学生电源、纸带、复写纸片、重物、刻度尺、带有铁夹的铁架台、导线.实验步骤（1）将打点计时器固定在铁架台上，以以以下列图（2）将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器.3）先用手握着纸带，让重物静止地凑近打点计时器，今后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列点.换上新纸带，重复实验几次.4）从几条纸带中精选点迹清楚的纸带.5）在选出的纸带上，记下第一个点的地址O，并在纸带上从任意点开始依次采用几个点1、2、3、4，并量出各点到O点的距离h1、h2、h3，计算相应的重力势能减少量mghn.（6）测出一系列计数点到第一个点的距离d、d，依照公式vdn1dn1，计算物12n2T体在打下点1、2、时的瞬时速度v1、v2、.计算相应的动能1mvn2.2（7）比较1mv2与mgh可否相等.2nn实验结论：在重力作用下，物体的重力势能和动能能够互相转变，但总的机械能保持不变.6.注意事项：（1）采用质量和密度较大的重物，相对减小空气对重物阻力的影响.2）竖直安装铁架台，特别是打点计时器上的限位孔更应该竖直，进而减小纸带下落时碰到的阻力.3）实验时，应先接通电源使打点计时器开始工作，等打点计时器牢固工作后再松开纸带使重物下落（4）采用纸带时，应尽量精选第一、二点间距凑近2mm的点迹清楚而且表现一条直线的纸带（5）测量下落高度时，必定从打出的第1个点计算.三、典型例题知识点一：仪器的采用和误差解析例1：在考证机械能守恒定律的实验中（1）从以下器材中选出实验所必定的，其编号为______________________________.A.打点计时器（包括纸带）；B.重物；C.天平；D.毫米刻度尺；E.秒表；F.运动小车.（2）打点计时器的安装放置要求为______；开始打点计时的时候，应先______，今后_______________.（3）实验中产生系统误差的原因主若是___________，使重物获得的动能经常_________.为减小误差，悬挂在纸带下的重物应选择________.（4）若是以v2为纵轴，以h为横轴，依照实验数据绘出的v2-h图线是___________，22该线的斜率等于_______________.知识点二：实验数据的办理例2:在用重锤下落来考证机械能守恒时，某同学依照正确的操作选得纸带如图。其中O是初步点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频次为50Hz。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：cm）（1）这五个数据中不吻合有效数字读数要求的是（填A、B、C、D或E）点读（2）该同学用重锤在OC段的运动来考证机械能守恒，OC距离用h来表示，他用vc2gh计算与C点对应的特体的即时速度，获得动能的增加量，这种做法（填对或不对）（3）如O点到某计数点距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为，则实验中要考证的等式为。（4）若重锤质量m=2.00×10—1kg，重力加速度g=9.80m/s2，由图中给出的数据，可得出从O到打下D点，重锤重力势能的减少量为J，而动能的增加量为J，（均保留3位有效数字）例3.如图为某同学“考证机械能守恒定律”的实验装置图．现有的器材：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、导线若干．为达成此实验，除了所给的器材，还需要________．(填选项前的字母)A．刻度尺B．秒表C．6V以下沟通电源D．220V沟通电源(2)在“考证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频次为50Hz，查合适地的重力加速度g＝9.8m/s2，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数以以以下列图，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每打两个点取的计数点．则重物由O点运动到B点时(重物质量为mkg)①重力势能的减少量是_________J，动能的增加量是_________J.②重力势能的减少量_______(“略大于”或“略小于”)动能的增加量，原因是______.例4．某同学利用自由落体考证机械能守恒定律后，频闪照片考证机械能守恒定律，频闪仪每隔0.05s

研究可否是也能够利用竖直上抛小球的闪光一次，如图所标数据为实质距离，该同学经过计算获得不同样样时辰的速度以下表。0.5kg)。（结果保留3位有效数字）

(当地重力加速度取

9.8m/s

2，小球质量

m＝时辰t2t3t4t5速度4.483.983.48(1)由频闪照片上的数据计算t2时辰小球的速度v2＝________m/s；(2)从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝______J；在误差同意的范围内，若知足___________，即可考证了机械能守恒定律。依照你的猜想，在不考虑测量误差时，应该获得的结果ΔEp________Ek(选填“>”“<”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是_____________________________________________________________。四、随堂练习1、本实验中，除铁架台、夹子、低压沟通电源、纸带和重物外，还需采用的仪器是（）A.秒表B.刻度尺C.天平D.打点计时器2．在考证机械能守恒定律的实验中，以下物理量中需要直接测量的有（）A.重物的质量B.重力加速度C.重物下落的高度D.与重物下落高度对应的重物的瞬时速度3“考证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法.（1）若实验中所用的重锤质量

m=1kg，打点纸带以以以下列图，打点时间间隔为

0.02s

，则记录

B点时，重锤的速度

vB=_______，重锤动能

EkB=_______.从开始下落起至

B点，重锤的重力势能减少量是

________，因此可得出的结论是

___________________________.

（g

取9.8m/s

2）（2）依照纸带算出有关各点速度v，量出下落距离h，则以v2为纵轴，以h为横轴画出的2图线应是中的（）.在考证机械能守恒定律的实验中，质量为m的重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带经过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的印迹进行测量，即可考证机械能守恒定律。①纸还上记录了

。②以以以下列图，采用纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距初步点O的距离为so，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用的沟通电的频次为f，则C点的速度为，打点计时器在打C点时重锤的动能为，打点计时器在打O点和C点的这段