學(xué)案：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.doc

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律高一物理學(xué)案組編制2011-5-23一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證物體做自由落體運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒。 二、實(shí)驗(yàn)原理 2、借助打點(diǎn)記時(shí)器，通過紙帶測出重物某時(shí)刻高度h和該時(shí)刻的即時(shí)速度vt，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。三、實(shí)驗(yàn)儀器鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、打點(diǎn)記時(shí)器、重錘（帶紙帶夾子）、紙帶幾條、復(fù)寫紙片、導(dǎo)線、直尺、學(xué)生電源 四、實(shí)驗(yàn)裝置：略五、實(shí)驗(yàn)步驟(1)按圖把打點(diǎn)記時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)記時(shí)器與學(xué)生電源連好。 (2)把紙帶的一端在重錘上用架子固定好，另一端穿過記時(shí)器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c(diǎn)記時(shí)器附近。 (3)先接通電源，后松手讓重錘帶著紙帶下落。 (4)重復(fù)幾次，得35條紙帶。 (5)在打好點(diǎn)的紙帶中挑選點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上O ，以后各依次標(biāo)上1、2、3.用刻度尺測出對(duì)應(yīng)高度h1、h2、h3 第一個(gè)間隔，一定要求是2mm左右嗎？(6)應(yīng)用公式 計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v1、v2、v3. (7)計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢能減少量和動(dòng)能的增加量進(jìn)行比較。 六、注意事項(xiàng)（1）實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)記時(shí)器的安裝，兩紙帶限位孔必 須在同一豎直線上，以減少摩擦力（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先接通電源，讓打點(diǎn)記時(shí)器 工作正常后才松開紙帶讓重錘下落（3）打點(diǎn)記時(shí)器必須接50Hz交流低壓電源.（4）必須保留紙帶上打出點(diǎn)跡的第一點(diǎn),且第1、 2點(diǎn)間距約為2mm的紙帶誤差小。（5）實(shí)驗(yàn)中，只要驗(yàn)證gh是否等于v2/2即可，不用測重錘的質(zhì)量。誤差分析：由于重錘克服阻力作功，所以動(dòng)能增加量略小于重力勢能減少量。 【課堂練習(xí)】 1.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，需直接測量的物理量是 ( ) A重物的質(zhì)量 B重力加速度C重物下落的高度 D與下落高度對(duì)應(yīng)的重物的瞬時(shí)速度2.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，下列操作正確的是( ) A先釋放重物，后接通電源 B用秒表測量重物下落的時(shí)間C打完一條紙帶后，立即切斷電源 D每打完一條紙帶，活動(dòng)復(fù)寫紙位置3.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：(1)現(xiàn)有器材是：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；低壓電源；紙帶；帶夾子的重物；刻度尺；天平；導(dǎo)線；鐵架臺(tái)。其中該實(shí)驗(yàn)不需要的器材是_。(2)實(shí)驗(yàn)中，要從幾條打上點(diǎn)的紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近 _mm并且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測量。(3)某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中器材安裝正確，操作規(guī)范，所用交流電的頻率為50Hz，但驗(yàn)證結(jié)果是重物增加的動(dòng)能稍小于它減少的重力勢能，其主要原因是_。4 某學(xué)生在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中有如下操作步驟，試按合理的順序步驟序號(hào)填在下面的線上：_A斷開電源，取下紙帶，選出前兩個(gè)點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶； B把紙帶固定在重錘上；C將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶上提使重錘停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方；D把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在放于桌邊的鐵架臺(tái)上，并與低壓交流電源相連接； E接通電源，同時(shí)釋放紙帶；F求出重錘重力勢能的減少量EP和動(dòng)能的增加量EK，比較EP和EK得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；G用刻度尺量出所選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)到打下的第一個(gè)點(diǎn)0之間的距離5 在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中：A帶重錘的紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用手將紙帶豎直提起 B用天平測出重錘的質(zhì)量C把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上 D把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接上低壓交流電源E松開紙帶，使重錘自由下落 F閉合電鍵 G重做幾次，選出第一、二點(diǎn)間距離接近2mm，點(diǎn)子清晰的紙帶H在紙帶上，記下第一個(gè)點(diǎn)的位置0，并在紙帶上依次選取幾個(gè)點(diǎn)標(biāo)出0、1、2、3I計(jì)算出與各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度V1、V2和測出各點(diǎn)到0點(diǎn)的距離h1、h2把數(shù)據(jù)填入表格J算出重物運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)1、2、3時(shí)減少的重力勢能以及增加的動(dòng)能，進(jìn)行驗(yàn)證在上述步驟中不必要的是_將必要的步驟前面的字母按合理的順序排列出來，_6.在用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)中，(1)若用公式v=gt計(jì)算瞬時(shí)速度進(jìn)行驗(yàn)證，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流的頻率為50Hz，甲、乙兩條實(shí)驗(yàn)紙帶，應(yīng)選_紙帶為好（圖）(2)若通過測量紙帶上某兩點(diǎn)間距離來計(jì)算瞬時(shí)速度進(jìn)行驗(yàn)證的話，設(shè)已測得點(diǎn)2到4點(diǎn)之間距離為S1，點(diǎn)0到點(diǎn)3之間距離為S2，打點(diǎn)周期為T，為驗(yàn)證自重物開始下落到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)3這段時(shí)間內(nèi)機(jī)械能守恒，實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足S1、S2、T之間的關(guān)系為_(3)重物選取的原則應(yīng)是_ 答案1.C; 2.CD3天平;h=gt2/2=100