验证机械能守恒定律(精品教案).doc

(完整word)验证机械能守恒定律(精品教案)(完整word)验证机械能守恒定律(精品教案)(完整word)验证机械能守恒定律(精品教案)验证机械能守恒定律〖知识精讲〗知识点：验证机械能守恒定律实验(1)实验目的:验证机械能守恒定律打点计时器纸带夹子重物接电源（2）实验原理：通过实验，求做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量,若二者相等，说明机械能守恒，从而验证了机械能守恒定律。（3）实验器材:打点计时器及电源、纸带、复写纸片、重物、刻度尺、带有铁夹的铁架台、导线。（4）实验步骤：①按图所示装置竖直安装好打点计时器，并用导线将打点计时器接在4—6V的交流电源上；②将纸带穿过打点计时器，纸带下端用夹子与重物相连，手提纸带使重物静止靠近打点计时器的地方；③接通电源,松开纸带,让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打下一系列的点；④换纸带,重做几次上述实验;1h1O234h2h3h4⑤在取下的纸带中挑选第一、第二两点间离接近2mm且点迹清楚的纸带进行测量，先记下第一点O的位置，再任意取4个点1、2、3、4,用刻度尺测出距O点的相应距离h1、h2、h3、h4，如图所示；计算相应的重力势能减少量mghn。⑥用公式v=hn+1-hn-1/2T计算各点对应的瞬时速度v1、v2、v3、v4；计算出相应的动能mvn2/2。⑦比较mvn2/2与mghn是否相等。（5）实验结论：在重力作用下，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒。(6)注意事项：①应尽可能控制实验条件,即应满足机械能守恒的条件，这就要求尽量减小各种阻力，采取措施有:a、铁架台竖直安装,可使纸带所受阻力的减小。b、应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小。②应先开电源让打点计时器开始打点，再放开纸带让重物自由下落。③选取纸带原则是：a、点迹清楚.b、所打点呈一条直线。c、第1、2点间距接近2mm。OABC1D在“验证机械能守恒定律"的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.8m/s2,测得所用的重物的质量为1。00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图所示，把第一个点记作O，另选选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62。99cm、70.18cm、77。76cm、85.73cm。根据以上数据,可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于J，动能的增加量等于J．（取3位有效数字）〖思路分析〗C点到O点的距离hC=77.76cm，由此可知重力势能减少量为mghC=1。00×9。80×77。76×10-2J=7。62J,但不能错误地认为动能增加量也为7。62J，需知验证机械能守恒定律的实验中，一不能运用机械能守恒；二即使算得了动能的增量也不一定等于7.62J，vC可用公式vC=hBD/2T来求,式中hBD=hB-hD=15。55cm，T=0.02s，求得vC=3。89m/s，故动能增量为:mvC2/2=7。57J〖答案〗7.62；7.57〖总结〗1、本实验的基本思路是：要求用实验的方法分别测量出重物下下降到某一位置时的动能,和重力势能的减少量以此来验证机械能守恒定律是否成立，若解答本题时，把第一空的结果直接填到了第二空中就违背了本实验的目的。2、该实验中,如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，据实验数据作出v2/2-h的图线，应是一条过原点的直线，直线的斜率表示加速度g。3、本实验还运用到了测匀变速直线运动的某一时刻或某一位置的瞬时速度的方法.4、由于重物受到空气阻力和纸带的摩擦力，有一小部分重力势能转化内能,故重力势能的减少量要大于动能的增加量，这告诉我们对实验产生的误差，应注意找出原因。〖变式训练1〗做验证机械能守恒定律的实验，按正确的实验操作得到几条打上点迹的纸带。通常要求从其中挑选出头两点间距接近2mm的纸带进行测量.但一位同学未按此要求，却选取了一条操作正确,点迹清楚，但头两点间的距离明显小于2mm的纸带进行标点。（标出0、1、2…等各实际点迹）、测量（测出各点与第0点的高度差h1、h2、h3…cm)，见图,那么能否用它正确计算比较点n位置处的动能与重力势能的对应关系（n=2、3、4…)，即能否验证mvn2/2=mghn?;理由是;列出点n处的瞬时速度的计算式（应用从纸带上读取的数据)vn=.〖答案〗能;因为运动性质仍然是自由落体运动，只要将n=1的位置除外即可;hn+1-hn-1/2T。〖难点精析1〗在做“验证机械能守恒定律”的实验中,若打出的纸带前段不清楚，但从A—-—E却是清楚的，数据如图所示，单位为cm，你能据此验证重物下落过程中机械能是否守恒吗？要求：(1）简述判断方法；(2)写出运算过程;(3）