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7.9实验:验证机械能守恒定律


户县第二中学2014 —2015 学年度第 一 学期高 一 级 物理 导学案
第 周 编号 组名: 总编号 编制 刘雄飞 姓名: 审核 包组领导: 使用日期 班级: 课 题 学 习 目 标

7.9 实验:验证机械能守恒定律
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。

以问

题为主线,以情景为载体 ⒈为进行验证机械能守恒定律的实验,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 ⒉物体做自由落体运动时,只受 时速度为 V,应有 MgH= 预 习 案 体的机械能守恒。 ⒊在打出的各纸带中挑选出一条点迹 带。 ⒋测定第 N 个点的瞬时速度的方法是:测出与 N 点相邻的前、后两段相等时间 T 内下落的距 离 SN 和 SN+1,有公式 VN=
2



。 力作用,其机械能守恒,若物体自由下落 H 高度 ,故只要 gH=1/2V 成立,即可验证自由落体运动中物
2

,且第 1、2 两打点间距离接近

的纸

算出。

⒌在验证机械能守恒定律时,如果以 v /2 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。

【探究案一】
1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。 探 究 案

2、如何求出 3 点的瞬时速度?

3、如何确定重物下落的高度?

4、怎样验证机械能守恒定律?

【探究案二】
提出问题: 1、该实验中选取被打点纸带应注意两点: 一是第一点 O 为计时起点, 二是 O 点的速度应为零。 怎样判别呢?

2、是否需要测量重物的质量?

3、在架设打点计时器时应注意什么?为什么?

4、实验时,接通电源和释放纸带的顺序怎样?为什么?

5、测量下落高度时,某同学认为都必须从起始点算起,不能弄错。他的看法正确吗?为了减 小测量 h 值的相对误差,选取的各个计数点要离起始点适当远些好,还是近些好?

【典例分析】 1)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 3 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落运动的加速度大小表达式为 5 号计数点时,纸带运动的瞬时速度大小的表达式为 减小实验误差,应选择打下第 号和第 。在打第

。要验证机械能守恒定律,为

号计数点之间的过程为研究对象。

2)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/s ,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。 J。
2

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

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 。

【检测题】
1、在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中要用工具测量的有_______,通过计算 得到的有________. 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瞬时速度 2.用自由落体法验证机械能守恒定律,下面哪些测量工具是必需的( ) A. 天平 B. 弹簧测力计 C. 刻度尺 D. 秒表 3、下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差说法中,正确的是( ) A. 重物的质量称量不准会造成较大的误差 B.重物的质量选用大些,有利于减小误差 C. 重物的质量选用小些,有利于减小误差 D. 重物所受重力要远大于它所受的空气阻力和打点计时器对纸带的阻力,有利 于减小误差 4、在验证机械能守恒定律时,如果以 v /2 为纵轴,以 h 为横轴,根据实验数据绘出的图 检 测 案 线应是 ,才能验证机械能守恒定律,其斜率等于 的数值。
2

5、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 3 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。

6、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/s ,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= J。 m/s ,重锤的动能 EkB=
2

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 。

自我评价:A( )B( )C( )D( ) 组长评价:A( )B( )C( )D( ) 学 习 评 价 教师评价:A( )B( )C( )D( ) 评 语:


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