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课件网) 第5节 实验：验证机械能守恒定律 第八章 机械能守恒定律 物理 学习目标 ①理解实验的设计思路,明确实验中需要直接测量的物理量。 ②知道实验中选取测量点的有关要求,会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离,掌握测量物体运动的瞬时速度的方法。 ③能正确进行实验操作,能够根据实验数据的分析得出实验结论。 ④能定性地分析产生实验误差的原因,并会采取相应的措施减小实验误差。 学习重难点 重点： 1.验证机械能守恒定律的实验原理、实验方案以及设计思路。 2.实验操作以及记录和处理数据。 难点： 1.设计实验方案。 2.采集与处理实验数据。 情境导入 情境1 生活中常见的哪些运动符合机械能守恒定律 以上实例中，采用哪种验证机械能守恒定律较易操作？ 一、实验目的 验证机械能守恒定律。 或 二、实验原理 1. 做自由落体运动的物体，其重力势能与动能相互转化。若重力势能的减少量和相应过程动能的增加量相等,则该物体机械能守恒。 讲授新课 案例一：研究自由下落物体的机械能 讲授新课 2.测量速度：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点之间的平均速度，即 。 计算第个点速度的方法为测出第个点与相邻前后点之间的距离和，由公式得出。 0 1 2 3 讲授新课 三、实验器材 铁架台(含铁夹)、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物(带夹子)。 讲授新课 四、实验步骤 1.安装置:按原理图所示将打点计时器竖直固定在铁架台上,接好电路。 2.打纸带:用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方,先接通电源,后松开纸带,让重物下落。 更换纸带重复做3~5次实验。 3.选纸带:分两种情况说明 （1）用验证时，应选点迹清晰，且1、 2两点间距离小于或接近2mm的纸带。 （2）用=验证时，纸带上打出的第1、 2两点间的距离是否为2mm均可。 讲授新课 五、数据处理 1.方法一：利用起始点和第n点计算。代入和，若在实验误差允许范围内， 和相等，则验证了机械能守恒定律。 2.方法二：任取两点计算。任取两点A、B测出,算出 和的值。在实验误差允许范围内 ，若 ，则验证机械能守恒定律。 3.方法三：图像法 从纸带上选取多个点，测量从第一个点到其余各点的下落高度，并计算各点速度的平方,然后以为纵轴，以为横轴，根据实验数据绘出图线。若在误差允许范围内图像是一条过原点且斜率为的直线，则验证了机械能守恒定律。 讲授新课 六、注意事项 1.安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直平面内以减少摩擦阻力。 2. 重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。本实验不需要知道重物动能具体值，故不需要测质量。 3.先接通电源,让打点计时器正常工作,后松开纸带让重物下落。 4. 不能用或计算速度，相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律。 讲授新课 讲授新课 七、误差分析 1.系统误差 本实验中因重锤和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点计时器阻力)做功,故ΔEk<ΔEp,改进的方法是调整器材的安装,尽可能减小阻力。 2.偶然误差 误差来源于长度的测量,减小误差的方法是测下落距离时都从O点测量,一次将各打点对应的下落高度测量完,或者多次测量取平均值。 讲授新课 [例题1] 某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中错误的是（ ） A.把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源 B.将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度 C.先释放纸带，再接通电源 D.更换纸带，重复实验，根据记录处理数据 C 讲授新课 [例题2]如图所示装置，采用重物自由下落的方法做“验证机械能守恒定律”的实验。 (1)图中电磁打点计时器的工作电压是（ ） A．交流电4~6V B．直流电4~6V C．交流电220V D．直 ... ...
