機械能守恒定律3

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1、5.9實驗:驗證機械能守恒定律★新課標要求（一）知識與技能1、會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度。2、掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理。（二）過程與方法通過用紙帶與打點計時器來驗證機械能守恒定律，體驗驗證過程和物理學(xué)的研究方法。（三）情感、態(tài)度與價值觀通過實驗驗證，體會學(xué)習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過親身實踐，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學(xué)觀。培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。★教學(xué)重點掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理?！锝虒W(xué)難點驗證機械能守恒定律的誤差分析及如何減小實驗誤差的方法?！锝虒W(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主設(shè)計實

2、驗方案，親自動手實驗，并討論、交流學(xué)習(xí)成果?！锝虒W(xué)工具重物、電磁打點計時器以及紙帶，復(fù)寫紙片，低壓電源及兩根導(dǎo)線，鐵架臺和鐵夾，刻度尺，小夾子?！锝虒W(xué)過程（一）課前準備教師活動：課前布置學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)實驗。下發(fā)預(yù)習(xí)提綱，重點復(fù)習(xí)下面的三個問題：1、推導(dǎo)出機械能守恒定律在本實驗中的具體表達式。在圖1中，質(zhì)量為m的物體從O點自由下落，以地作零重力勢能面，下落過程中任意兩點A和B的機械能分別為：EA=，EB=如果忽略空氣阻力，物體下落過程中的機械能守恒，于是有EA=EB，即=上式亦可寫成該式左邊表示物體由A到B過程中動能的增加，右邊表示物體由A到B過程中重力勢能的減

3、少。等式說明，物體重力勢能的減少等于動能的增加。為了方便，可以直接從開始下落的O點至任意一點（如圖1中A點）來進行研究，這時應(yīng)有：----本實驗要驗證的表達式，式中h是物體從O點下落至A點的高度，vA是物體在A點的瞬時速度。圖201234s1s2s3h1h2h3h42、如何求出A點的瞬時速度vA？根據(jù)做勻加速運動的物體在某一段時間t內(nèi)的平均速度等于該時間中間時刻的瞬時速度可求出A點的瞬時速度vA。圖2是豎直紙帶由下而上實際打點后的情況。從O點開始依次取點1，2，3，……圖中s1，s2，s3，……分別為0～2點，1～3點，2～4點……各段間的距離。根據(jù)公式，t

4、=2×0.02s（紙帶上任意兩個相鄰的點間所表示的時間都是0.02s），可求出各段的平均速度。這些平均速度就等于是1，2，3，……各點相對應(yīng)的瞬時速度v1，v2，v3，…….例如：量出0～2點間距離s1，則在這段時間里的平均速度，這就是點1處的瞬時速度v1。依次類推可求出點2，3，……處的瞬時速度v2，v3，……。3、如何確定重物下落的高度？圖2中h1，h2，h3，……分別為紙帶從O點下落的高度。根據(jù)以上數(shù)值可以計算出任意點的重力勢能和動能，從而驗證機械能守恒定律。學(xué)生活動：學(xué)生看書明確實驗的各項任務(wù)及實驗儀器。復(fù)習(xí)《用打點計時器測速度》的實驗，掌握用打點計

5、時器測量勻變速直線運動速度的方法。（二）進行新課教師活動：在學(xué)生開始做實驗之前，老師應(yīng)強調(diào)如下幾個問題：1、該實驗中選取被打點紙帶應(yīng)注意兩點：一是第一點O為計時起點，O點的速度應(yīng)為零。怎樣判別呢？2、是否需要測量重物的質(zhì)量？3、在架設(shè)打點計時器時應(yīng)注意什么？為什么？4、實驗時，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？為什么？5、測量下落高度時，某同學(xué)認為都必須從起始點算起，不能弄錯。他的看法正確嗎？為了減小測量h值的相對誤差，選取的各個計數(shù)點要離起始點適當遠些好，還是近些好？學(xué)生活動：思考老師的問題，討論、交流。選出代表發(fā)表見解。1、因為打點計時器每隔0.02s打點一

6、次，在最初的0.02s內(nèi)物體下落距離應(yīng)為0.002m，所以應(yīng)從幾條紙帶中選擇第一、二兩點間距離接近兩年2mm的紙帶進行測量；二是在紙帶上所選的點就是連續(xù)相鄰的點，每相鄰兩點時間間隔t=0.02s.2、因為不需要知道物體在某點動能和勢能的具體數(shù)值，所以不必測量物體的質(zhì)量m，而只需驗證就行了。3、打點計時器要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以盡量減少重物帶著紙帶下落時所受到的阻力作用。4、必須先接通電源，讓打點計時器正常工作后才能松開紙帶讓重物下落。5、這個同學(xué)的看法是正確的。為了減小測量h值的相對誤差，選取的各個計數(shù)點要離起始點適當遠些好。教師活動：聽

7、取學(xué)生匯報，點評，幫助學(xué)生解決困難。學(xué)生活動：學(xué)生進行分組實驗。★課余作業(yè)1、完成實驗報告。2、完成如下思考題：（1）為進行“驗證機械能守恒定律”的實驗，有下列器材可供選用：鐵架臺，打點計時器，復(fù)寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導(dǎo)線，電鍵，天平。其中不必要的器材有：；缺少的器材是。（2）在驗證機械能守恒定律時，如果以v2／2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是，才能驗證機械能守恒定律，其斜率等于的數(shù)值。（3）在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，用打點計時器打出紙帶如圖3所示，其中A點為打下的第一個點，0、1、2……為連續(xù)的計數(shù)點?，F(xiàn)測得兩相鄰計數(shù)點

8、之間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6，