7.9实验：验证机械能守恒定律 学习目标 知识与技能 1、要弄清实验目的，本实验为验证性实验，目的是利用理物的自由下落验证机械能守恒定律 2、要明确实验原理，掌握实验的操作方法与 技巧、学会实验数据的采集与处理，能够进行实验误差的分析，从而使我们对机械能守恒定律的认识，不止停留在理论的推导上，而且还能够通过亲自操作和实际观测，从感性上增加认识，深化对机械能守恒定律的理解 3、通过学生自主学习，培养学生设计实验、采集数据，处理数据及实验误差分析的能力 过程与方法 1、要明确纸带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法 2、通过同学位的亲自操作和实际观测掌握实验的方法与技巧 3、通过对纸带的处理过程，体会处理问题的方法，领悟如何可间接测一些不能直接测量的物理量的方法 4、通过实验过程使学生体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑 情感态与价值观 1、通过实验及误差分析，培养学生实事求是的科学态度，激发学生对物规律的探知欲 2、培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同的见解 学习重点 1、验证机械能守恒定律的实验原理 2、实验原理及方法的选择及掌握 学习难点 实验误差分析的方法 预习案 ●知识回顾 （1）物体自由下落或沿光滑斜面下落时，重力对物体做正功，物体的重力势能减少，动能增加，物体原来具有的重力势能转化成了动能。 （2）重力势能、弹性势能和动能统称为机械能.通过重力或弹力做功，不同形式的机械能可以发生相互转化。 （3）机械能守恒定律内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变，这叫做机械能守恒定律。 ●新课预习 1.本实验的实验目的是通过研究物体自由下落过程中，重力势能能和动能能的变化来验证机械能守恒定律. 2.实验原理：做自由落体运动的物体，设质量为m，下落高度为h时的速度为v，则减少的重力势能为mgh，增加的动能为mv2.若两个量在误差允许的范围内相等，就验证了机械能守恒定律. 3.速度的测量：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于该点前后一段时间内的平均速度. 4.本实验中，用到的实验器材主要有打点计时器及电源、刻度尺、纸带、重物、带铁夹的铁架台、导线. 实验步骤： （1）如图所示，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器. （2）用手握着纸带，让重物静止地靠近打点计时器，然后接通电源，松开纸带， 让重物自由落下，纸带上打下一系列点.换上新纸带，重复实验几次. （3）从几条纸带中挑选点迹清晰的纸带. （4）在选出的纸带上，记下第一个点的位置O，并在纸带上从任意点开始依次 选取几个点1、2、3、4…，并量出各点到O点的距离h1、h2、h3…， 计算相应的重力势能减少量mgh。 （5）测出一系列计数点到第一个点的距离d1、d2…，根据公式vn=，计算物体在打下点1、2、…时的瞬时速度v1、v2、….计算相应的动能mv2. （6）比较mgh与mv2是否相等. （注意：vn为某点的瞬时速度；h n为到第一个点的距离） 探究案 探究一.注意事项 （1）选用质量和密度较大的重物，减小空气对它的阻力. （2）竖直安装铁架台，特别是打点计时器上的限位孔更应该竖直，从而减小纸带下落时受到的阻力. （3）测量下落高度时，必须从打出的第1个点计算. （4）实验时，应先接通电源使打点计时器开始工作，然后再放开纸带使重物下落. 探究案二：在空中静止下落的物体，除受重力外还受什么力？我们怎样去减弱它们对实验的影响？ 探究案三：实验时要计算减少的重力势能和增加的动能，我们是否还需要用天平测重物的质量？ 探究案四：在实验过程中，我们是先打开电源还是先释放重物，为什么？ 实验数据记录： 实验数据 计时点到起始点的距离h（m） 速度（m/s） 动能变化量（J） 重力势能的变化量（J） 动能变 ... ...
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