7-9實驗驗證機械能守恒定律-“自主參與學習法”導學稿

1、寧師中學“自主參與學習法”物理學科導學稿班別編號wlb2-l-7-9主編人:鄧志良審稿人：物理備課組 定稿日: 協(xié)編人:王文昕使用日:2013-5-6學號姓名一、課題：實驗：驗證機械能守恒定律（人教版必修2第七章 第九節(jié)p. 79p.80）1二、學習目標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，體驗驗證過程和物理學的研究方法。（重點）3、培養(yǎng)學牛的觀察和實踐能力，培養(yǎng)學牛實事求是的科學態(tài)度。分析會驗證機械能守恒定律的誤差,明白如何減小實驗誤差的方法（難點）三、使用說明和方法指導1先閱讀課木內容，理解課木基礎知識，有疑問的川紅色筆做好疑難標記。完成教材

2、助讀設置問題,依據發(fā)現(xiàn)的問題再研讀教材或者查閱資料，解決問題。將預習中不能解決的問題填在疑惑卡上。2. 分層完成，a層全部完成并梳理知識結構，標“”的題目要求b層選做。小組長職責，知道引領小組各層成員按時完成任務，人人達標。3自主閱讀學習法、合作學習法、實驗探究四、學習過程（一）回憶原有知識1、推導出機械能守恒定律在本實驗中的具體表達式。在圖1中，質量為也的物體從o點自山下落，以地作零重力勢能而，下落過程屮任意兩點4和3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： 上式亦可寫成為了方便，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

3、時應有：=mgh-本實驗要驗證的表達式，式屮 h是高度，"a是物體在a點的速度。2、如何求出a點的瞬時速度va?（引導：根據做勻加速運動的物體在某一段時間（內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vao ）圖2是豎直紙帶山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,，$2,出，分別為02點，13點，24點.各 段間的距離。根據公式v =-,匸2x0.02 s （紙帶上任意兩個相鄰的點間所表示的時 t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,.各點相對應的瞬時速度門，v2, v3, 3、如何確定重物下落的高度

4、？（引導：圖2中hh，分別為紙帶從。點下落的高度。） 根據以上數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。（二）自主學習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,復寫紙,紙帶,秒表, 低壓直流電源，導線，電鍵，天平。其中不必要的器材有：;缺少的器材是02. 物體做自由落體運動時，只受力作用，其機械能守恒，若物體口由下落h高度時速度為v,應有血h二，故只要gh=l/2v2成立，即可驗證自由落體運動中物體的機械能守恒。3. 在打出的各紙帶小挑選出一條點跡, 口第1、2兩打點間距離接近的紙帶。4. 測定第n個點的瞬時速度的方法是：測出與n點相鄰的

5、前、后兩段相等時間t內下落的距離s、和sw.,有公式v尸算出。5在驗證機械能守恒定律時，如果以/ / 2為縱軸，以h為橫軸，根據實驗數據繪出的圖線應是,才能驗證機械能守恒定律，其斜率籌于的數值。（三）進行實驗問題一在學生開始做實驗之前的兒個問題：1、該實驗屮選取被打點紙帯應注意兩點：一是第一點0為計吋起點，。點的速度應為零。怎樣判別呢？2、是否需要測量重物的質量？3、在架設打點計時器時應注意什么？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？為了減小測量力值 的相對誤差，選取的各個計數點要離起始點適當遠些好

6、，還是近些好？ 問題二學半進行分組實驗。（學生討論實驗的步驟，教師巡回指導，幫助能力較差的學生完成實驗步 驟）（參考實驗步驟）1. 把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導線將學牛電源和打點計時器接好.2. 把紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重錘停 靠在打點計時器附近.3. 接通電源，待計時器打點穩(wěn)定厲再松開紙帶，讓重錘自由下落，打點計時器應該衣紙帶上打出一系列 的點.4. 重復上一步的過程，打三到五條紙帶.5. 選擇一條點跡淸晰且第1、2點間距離接近2 mm的紙帶，在起始點標上0,以后各點依次為1、2、3 用刻度尺測量對應下落的高度h1h2h3,記人表

7、格中.6. 用公式vn=hn+1+hn.1/2t,計算出各點的瞬時速度vlv2v3并記錄在表格中.各計數點123456下落高度速度勢能動能結論7.計算各點的重力勢能的減少fi mgho和動能的增加量l/2mvn2,并進行比較.看是否相等，將數值填人 表格內.（三）鞏固訓練（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，復寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導線，電鍵，天平。其中不必耍的器材有：;缺少的器材。（2）在驗證機械能守恒定律時，如果以v2/2為縱軸，以“為橫軸，根據實驗數據繪出的圖線應是，才能驗證機械能守恒定律，其斜率等于的數值。（3）在做“驗證機械能守恒

8、定律”的實驗時，用打點計時器打出紙帶如圖3所示，其中人點為打下的第 一個點，0、1、2為連續(xù)的計數點?，F(xiàn)測得兩相鄰計數點之i'可的距離分別為州、$2、s3、刊、出、56,已 知相鄰計數點間的打點時間間隔均為幾根據紙帶測暈出的距離及打點的時間間隔，可以求岀此實驗過程 屮重錘下落運動的加速度人小表達式為：o在打第5號計數點時，紙帶運動的瞬時速度大小的表達式為。要驗證機 械能守恒定律，為減小實驗誤差，應選擇打下第號和第號計數點z間的過程為研究（4）某次“驗證機械能守恒定律”的實驗中，川6v、50hz的打點計時器打出的一條無漏點的紙帶，如 圖4所示，o點為重錘下落的起點，選取的計數點為a、b、c、d,各計數點到o點的長度己在圖上標出, 單位為毫米，重力加速度取9.8m/s2,若巫錘質量為1kg。 打點計時器