高中物理 7 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律學(xué)案1新人教版必修

1、課 題：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1【智慧課堂】環(huán)節(jié)一：自主探究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證機(jī)械能守恒定律二、實(shí)驗(yàn)原理：在只有重力作用的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能可以互相轉(zhuǎn)化，但總機(jī)械能守恒方法1：若某一時(shí)刻物體下落的瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則應(yīng)有mghmv2方法2：任意找兩點(diǎn)A、B，分別測(cè)出兩點(diǎn)的速度大小vA、vB以及兩點(diǎn)之間的距離d.若物體的機(jī)械能守恒，應(yīng)有EpEk.測(cè)定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法是： 三、實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)(帶鐵夾)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，重物(帶紙帶夾子)，紙帶數(shù)條，復(fù)寫紙片，導(dǎo)線， 。除了上述器材外，還必須有學(xué)生電源(交流46 V)。四、實(shí)驗(yàn)步驟1按圖把電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)

2、線把電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與學(xué)生電源連接好。2把紙帶的一端在重物上用夾子固定好，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，并使兩限位孔在同一豎直線上，以減小 ，用手豎直提起紙帶使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近3實(shí)驗(yàn)中，需保持提紙帶的手不動(dòng)，待接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后才松開紙帶讓重物帶著紙帶自由下落4重復(fù)幾次，得到35條打好點(diǎn)的紙帶5在打好點(diǎn)的紙帶中挑選點(diǎn)跡清晰且第1、2兩計(jì)時(shí)點(diǎn)間距離接近2 mm的一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上O，再在相距距離較大處開始，選取相鄰的幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)依次標(biāo)上1,2,3用刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)下落的高度h1、h2、h36應(yīng)用公式vn計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度v1、v2、v37計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減少量mghn和

3、動(dòng)能增量mv，進(jìn)行比較，并討論如何減小誤差。環(huán)節(jié)二拓展應(yīng)用注意事項(xiàng)1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)，必須使兩紙帶限位孔在 上，以減小摩擦阻力。2實(shí)驗(yàn)時(shí)，需保持提紙帶的手不動(dòng)，待接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作正常后才松開紙帶讓重物下落，以保證第一個(gè)點(diǎn)是一個(gè)清晰的小點(diǎn)3選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑第一、二點(diǎn)間距接近 mm的紙帶。4測(cè)量下落高度時(shí)，都必須從起始點(diǎn)算起，不能搞錯(cuò)，為了減小測(cè)量值h時(shí)的相對(duì)誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)一些，紙帶也不宜過長(zhǎng)，有效長(zhǎng)度可在60 cm80 cm以內(nèi)。5因不需要知道動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，所以不需要測(cè)量重物的質(zhì)量。誤差分析1偶然誤差：測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)會(huì)帶來誤差，減少誤差的辦法是：(1)測(cè)距離時(shí)

4、都應(yīng)從第一個(gè)點(diǎn)O量起(2)多測(cè)幾次取平均值。2系統(tǒng)誤差：實(shí)驗(yàn)中重物和紙帶在下落過程中要克服阻力(主要是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力)做功，故動(dòng)能的增加量Ek必定稍小于勢(shì)能的減少量Ep。數(shù)據(jù)處理的方法1公式法：本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)出物體的質(zhì)量m，只需要驗(yàn)證EpEk，mghmv2，即v2gh即可。 2圖象法：我們可以以v2為縱軸，以h為橫軸，建立平面直角坐標(biāo)系，將實(shí)驗(yàn)得到的(h，v2)描于坐標(biāo)平面內(nèi)，然后來描合這些點(diǎn)，應(yīng)該得到一條過原點(diǎn)的直線。環(huán)節(jié)三、實(shí)踐創(chuàng)新例1 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源頻率為50 Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭9.80 m/s2，測(cè)得所用的重物質(zhì)量為1.00 k

5、g.實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，把第一個(gè)點(diǎn)記為O點(diǎn)，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別是62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm，如圖792所示，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量等于_ J，動(dòng)能的增加量等于_ J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 圖792 例2 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，所用電源的頻率為50 Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測(cè)量時(shí)，各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖793所示(圖中O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的開始下落的第1個(gè)點(diǎn)，A、B、C、D、E、F分別是每打兩個(gè)點(diǎn)取出的計(jì)數(shù)點(diǎn))根據(jù)紙帶計(jì)算：圖793(1)重物下落到打B點(diǎn)、E點(diǎn)時(shí)的速度。(2)若重物的質(zhì)量為m kg，則重物從開始下落到打B點(diǎn)時(shí)，減少的重力勢(shì)能是多少？重物增加的動(dòng)能為多少？(3)若重物質(zhì)量為m kg，求重物下落