shy-6驗證機械能守恒定律doc

1、實驗六驗證機械能守恒定律一、教學(xué)目的：1培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。2通過驗證機械能守恒定律進(jìn)一步加深對機械能守恒條件的理解。二、教學(xué)重難點：1驗證機械能守恒定律的實驗原理。2驗證機械能守恒定律的誤差分析及如何減小實驗誤差的方法。三、教學(xué)方法：講授、學(xué)生實驗四、教具：重物、電磁打點計時器以及紙帶，復(fù)寫紙片，低壓電源及兩根導(dǎo)線，鐵架臺和鐵夾，刻度尺，小夾子。五、教學(xué)過程：（一）復(fù)習(xí)知識，引入新課：1機械能守恒定律在本實驗中具體表達(dá)式：在圖1 中，質(zhì)量為 m 的物體從 O 點自由下落，以地作零重力勢能面，下落過程中任意兩點 A 和 B 的機械能分別為：h1 mVA21 m

2、VB2EA =mghA ,EB=mghB22如果忽略空氣阻力，物體下落過程中的機械能守恒，于是有hAEA =E B，即 1 mVA21 mVB2mghA =mghBhB22上式亦可寫成 1 mVB21 mVA2mghAmghB22圖 1A 到 B 過程中動能的增加，右邊表示物該式左邊表示物體由體由 A 到 B 過程中重力勢能的減少。等式說明， 物體重力勢能的減少等于動能的增加。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(jìn)行研究，這時應(yīng)有：1 mVA2mgh- 本實驗要驗證的表達(dá)式，式中h 是物體從 O 點下落至 A 點的高度， V A 是2物體在 A 點的瞬時速度。

3、2如何求出A 點的瞬時速度VA ？根據(jù)做勻加速運動的物體在某一段時間t 內(nèi)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 V A 。圖 2 是豎直紙帶由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 S1，S2， S3， 分別為 0 2 點， 1 3 點， 2 4 點 各段間的距離。根據(jù)公式 VS0.02S),可，t=2 0.02S(紙帶上任意兩個相鄰的點間所表示的時間都是t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(yīng)的即時速度V 1，V 2，V 3， .例如：量出 0 2 點間距離S1，則在這段時間里的平均4速度 V1S1 ，這就是點1

4、 處的瞬時速度 V 1。依次類t推可求出點2,3,處的瞬時速度V 2， V 3，。33如何確定重物下落的高度？S3圖 2 中 h1,h2,h3,分別為紙帶從O 點下落的高S2度。2根據(jù)以上數(shù)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。S11（二）進(jìn)行新課：0在學(xué)生開始做實驗之前，老師應(yīng)強調(diào)如下幾個問題：圖 21該實驗中選取被打點紙帶應(yīng)注意兩點：一是第一點 O 為計時起點， O 點的速度應(yīng)為零。怎樣判別呢？因為打點計時器每隔次，在最初的0.02S 內(nèi)物體下落距離應(yīng)為0.002m,所以應(yīng)從幾條紙帶中選擇第一、h4h3h2h10.02S 打點一二兩點間距離接近兩年2mm 的紙帶進(jìn)行測

5、量；二是在紙帶上所選的點就是連續(xù)相鄰的點，每相鄰兩點時間間隔t=0.02S.2因為不需要知道物體在某點動能和勢能的具體數(shù)值，所以不必測量物體的質(zhì)量m，而只需驗證 1 Vn2ghn 就行了。23打點計時器要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以盡量減少重物帶著紙帶下落時所受到的阻力作用。4實驗時，必須先接通電源，讓打點計時器正常工作后才能松開紙帶讓重物下落。5測量下落高度時，都必須從起始點算起，不能弄錯。 為了減小測量h 值的相對誤差，選取的各個計數(shù)點要離起始點適當(dāng)遠(yuǎn)些。然后學(xué)生進(jìn)行分組實驗。（三）課外作業(yè)：1完成實驗報告。2完成如下思考題：（ 1 ）為進(jìn)行【驗證機械能守恒定律】的實驗，有下

6、列器材可供選用：鐵架臺，打點計時器，復(fù)寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導(dǎo)線，電鍵，天平。其中不必要的器材有：；缺少的器材是。（ 2）在驗證機械能守恒定律時，如果以v2 2 為縱軸，以h 為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是，才能驗證機械能守恒定律，其斜率等于的數(shù)值。圖 3（3）在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，用打點計時器打出紙帶如圖3 所示，其中 A 點為打下的第一個點，0、 1、 2為連續(xù)的計數(shù)點。現(xiàn)測得兩相鄰計數(shù)點之間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6 ，已知相鄰計數(shù)點間的打點時間間隔均為T。根據(jù)紙帶測量出的距離及打點的時間間隔，可以求出此實驗過程中重錘下落運動的加速度大小表

7、達(dá)式為_。在打第5 號計數(shù)點時，紙帶運動的瞬時速度大小的表達(dá)式為_。要驗證機械能守恒定律，為減小實驗誤差，應(yīng)選擇打下第_號和第_ 號計數(shù)點之間的過程為研究對象。（ 4）某次 “驗證機械能守恒定律”的實驗中，用6V 、50Hz 的打點計時器打出的一條無漏點的紙帶，如圖所示，O 點為重錘下落的起點，選取的計數(shù)點為A 、B 、 C、 D，各計數(shù)點到O 點的長度已在圖上標(biāo)出，單位為毫米，重力加速度取9 8m/s2，若重錘質(zhì)量為1kg 。打點計時器打出B 點時，重錘下落的速度V B =m/s，重錘的動能EkB =J。從開始下落算起，打點計時器打B 點時，重錘的重力勢能減小量為J。根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘從靜止開始到打出B 點的過程中，圖 4得到的結(jié)論是。（ 1）不必要的器材有：秒表、低壓直流電源、天平。缺少的器材是低壓交流（參考