課時11機械能守恒定律實驗.doc

如皋市搬經(jīng)中學11-12學年度第二學期高一物理導學單課時11 驗證機械能守恒定律教學目標1弄清實驗目的，本實驗為驗證性實驗，目的是利用重物自由下落驗證機械能守恒定律；2明確實驗原理，掌握實驗的操作方法與技巧、學會實驗數(shù)據(jù)的采集與處理，能夠進行實驗誤差的分析，從而對機械能守恒定律的認識。3掌握紙帶的選取及測量瞬時速度的簡單而準確的方法。活動一:實驗準備1認識實驗儀器：組裝實驗儀器、明確各個儀器的功能。電磁式打點計時器電源應選擇6V以下，火花式打點計時器應選擇220V。打點計時器限位孔位置應為豎直。紙帶的長度應在1m左右。2實驗裝置，如右圖3理解實驗原理通過實驗，分別求做自由落體運動物體的重力勢能的減少量和相應過程動能的增加量。若二者相等，說明機械能守恒。（1）若以重物下落的起始點O為基準，設重物的質(zhì)量為m，測出物體自起始點O下落距離h時的速度v，則在誤差允許范圍內(nèi)，由計算得出mv2/2=mgh,機械能守恒定律即被驗證。（2）若以重物下落過程中的某一點A為基準，設重物的質(zhì)量為m，測出物體對應于A點的速度vA，再測出物體由A點下落h后經(jīng)過B點的速度vB，則在誤差允許范圍內(nèi)，由計算得： ，機械能守恒定律即被驗證。例1、機械能守恒定律的實驗中（1）從下列器材中選出實驗所必需的，其編號為_。A. 打點計時器（包括紙帶）； B. 重物； C. 天平； D. 毫米刻度尺；E. 秒表； F. 運動小車（2）打點計時器的安裝放置要求為_；開始打點計時的時候，應先_，然后_。（3）實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要是_，使重物獲得的動能往往_。為減小誤差，懸掛在紙帶下的重物應選擇_。（4）如果以 圖線是_，該線的斜率等于_。例2、下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：A. 按照上圖所示的裝置安裝器材；B. 將打點計時器接到電源的直流輸出端上；C. 用天平測量出重錘的質(zhì)量；D. 釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶；E. 測量打出的紙帶上某些點之間的距離；F. 根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能。指出其中沒有必要進行的或者操作不恰當?shù)牟襟E，將其選項對應的字母填在下面的空行內(nèi)，并說明其原因。答：_ _?？偨Y(jié)：實驗打出的任何一條紙帶，只要后面的點跡清晰，都可以用于計算機械能是否守恒。用來驗證，這樣就回避了起始點，在紙帶上選擇后面的某兩點來驗證了機械能守恒定律。課堂反饋1在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，除鐵架臺、夾子、紙帶和重物外，還需要（ ）A秒表 B刻度尺 C學生電源 D打點計時器2在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，對于自由下落的重物，下列選擇條件中可取的是（ ）A. 選用重物時，重的比輕的好B 選用重物時，體積小的比大的好C 重物所受重力應與它所受的空氣阻力和紙帶所受打點計時器的阻力平衡D 重物所受重力應遠大于它所受的空氣阻力和紙帶所受打點計時器的阻力3在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列敘述正確的是（ ）A 安裝打點計時器時，兩紙帶限位孔應在同一豎直線上B實驗時，在松開紙帶讓重物下落的同時，應立即接通電源C 若紙帶上開頭打出的幾點模糊不清，也可設法用后面清晰的點進行驗證D測量重物下落高度必須從起始點算起4在“驗證機械能守恒定律”的實驗中：（1）現(xiàn)有器材是：打點計時器、低壓電源、紙帶、帶夾子的重物、秒表、刻度尺、天平、導線、鐵架臺。其中該實驗不需要的器材是_ _。（2）實驗時，松開紙帶與閉合電源開關(guān)的合理順序是_ _。 （3）實驗中，如以要從幾條打上點的紙帶中挑選第1、2兩點間的距離接近 _mm并且點跡清晰的紙帶進行測量。（4）某學生在實驗中器材安裝正確，操作規(guī)范，所用交流電的頻率為50Hz，但驗證結(jié)果是重物增加的動能稍小于它減少的重力勢能，其主要原因是_ 。 5用打點計時器和重物在自由下落的情況下驗證機械能守恒定律的實驗中，電源頻率為50 Hz，依次打出的點為0、1、2、3、4，則（1）在圖中兩條紙帶中應選取的紙帶是_(a)(b) (a) (a)（b）（2）如從起點0到第3點之間來驗證，必須測量和計算出的物理量為_，驗證的表達式為_ _。6在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率為50Hz，當?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80m/s2，測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg。甲、乙、丙三學生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點間的距離分別為0.18cm，0.19cm和0.25cm，可見其中肯定有一個學生在操作上有錯誤，錯誤操作的同學是：_。原因是：_。若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續(xù)三個計數(shù)點A，B，C到第一個點的距離如圖所示(打點時間間隔為0.02s)，那么：(1)紙帶的_端與重物相連；(2)打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度VB=_(3)從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能減少量是EP=_，此過程中物體動能的增加量EK=_(4)通過計算，數(shù)值上EP_EK(填“”、“=”、“”)，這是因為_ 。在驗證“機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，查得當?shù)氐闹亓铀俣?，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg，實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，如圖所示。把第一個點記做O，另選連續(xù)的4個點A，B，C，D作為測量的點。經(jīng)測量知道A