天津市寶坻區(qū)大白莊高級(jí)中學(xué)高中物理78驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律教案新人教版必修2

天津市寶坻區(qū)大白莊高級(jí)中學(xué)高中物理必修二78考證機(jī)械能守恒定律教課設(shè)計(jì)教課目的：1、會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度。2、掌握考證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。教課要點(diǎn)：掌握考證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。任務(wù)一：原理研究1、推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律在本實(shí)驗(yàn)中的詳細(xì)表達(dá)式。在圖1中，質(zhì)量為m的物體從O點(diǎn)自由著落，以地作零重力勢(shì)能面，著落4過(guò)程中隨意兩點(diǎn)A和B的機(jī)械能分別為：E=，E=ABh4假如忽視空氣阻力，物體著落過(guò)程中的機(jī)械能守恒，于是有:s33上式亦可寫成為了方便，能夠直接從開(kāi)始著落的O點(diǎn)至隨意一點(diǎn)（如圖1中A點(diǎn)）來(lái)進(jìn)s2h3行研究，這時(shí)應(yīng)有：1mvA2mgh----本實(shí)驗(yàn)要考證的表達(dá)式，式中h是22高度，v是物體在A點(diǎn)的sh2A11速度。h102、如何求出A點(diǎn)的剎時(shí)速度vA？(指引：依據(jù)做勻加快運(yùn)動(dòng)的物體在某一段時(shí)間t內(nèi)的均勻速度等于該時(shí)圖2間中間時(shí)刻的剎時(shí)速度可求出A點(diǎn)的剎時(shí)速度vA。)圖2是豎直紙帶由下而上實(shí)質(zhì)打點(diǎn)后的狀況。從O點(diǎn)開(kāi)始挨次取點(diǎn)1，2，3，圖中s，s，12s，分別為0～2點(diǎn)，1～3點(diǎn)，2～4點(diǎn)各段間的距離。3依據(jù)公式sv，t×0.02s（紙帶上隨意兩個(gè)相鄰的點(diǎn)間所表示的時(shí)間都是0.02s），可t求出各段的均勻速度。這些均勻速度就等于是1，2，3，各點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的剎時(shí)速度v1，v2，v3，.3、如何確立重物著落的高度？（指引：圖2中1，2，3，分別為紙帶從O點(diǎn)著落的高度。）hhh依據(jù)以上數(shù)值能夠計(jì)算出隨意點(diǎn)的重力勢(shì)能和動(dòng)能，進(jìn)而考證機(jī)械能守恒定律。任務(wù)三進(jìn)行實(shí)驗(yàn)一、在學(xué)生開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)以前，老師應(yīng)重申以下幾個(gè)問(wèn)題：1、該實(shí)驗(yàn)中選用被打點(diǎn)紙帶應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是第一點(diǎn)O為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，O點(diǎn)的速度應(yīng)為零。如何鑒別呢？2、能否需要丈量重物的質(zhì)量？3、在架設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)注意什么？為何？4、實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源和開(kāi)釋紙帶的次序如何？為何？5、丈量著落高度時(shí)，某同學(xué)以為都一定從開(kāi)端點(diǎn)算起，不可以弄錯(cuò)。他的見(jiàn)解正確嗎？為了減小丈量h值的相對(duì)偏差，選用的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離開(kāi)端點(diǎn)適合遠(yuǎn)些好，仍是近些好？二、學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。(學(xué)生議論實(shí)驗(yàn)的步驟，教師巡回指導(dǎo)，幫助能力較差的學(xué)生達(dá)成實(shí)驗(yàn)步驟)(參照實(shí)驗(yàn)步驟)1．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線將學(xué)生電源和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接好．2．把紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重錘停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器鄰近．3．接通電源，待計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)固后再松開(kāi)紙帶，讓重錘自由著落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)當(dāng)在紙帶上打出一系列的點(diǎn)．4．重復(fù)上一步的過(guò)程，打三到五條紙帶．5．選擇一條點(diǎn)跡清楚且第l、2點(diǎn)間距離靠近次為1、2、3用刻度尺丈量對(duì)應(yīng)著落的高度6．用公式vn=hn+1+hn-1/2t，計(jì)算出各點(diǎn)的剎時(shí)速度

2mm的紙帶，在開(kāi)端點(diǎn)標(biāo)上0，此后各點(diǎn)依h1\h2\h3，記人表格中．v1\v2\v3并記錄在表格中．各計(jì)數(shù)點(diǎn)l23456著落高度速度勢(shì)能動(dòng)能結(jié)論27．計(jì)算各點(diǎn)的重力勢(shì)能的減少許mgh。和動(dòng)能的增添量1/2mvn，并進(jìn)行比較．看能否相等，將數(shù)值填人表格內(nèi)．任務(wù)四達(dá)標(biāo)提高1）為進(jìn)行“考證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，有以下器械可供采用：鐵架臺(tái)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，復(fù)寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導(dǎo)線，電鍵，天平。此中不用要的器械有：；缺乏的器械。（2）在考證機(jī)械能守恒定律時(shí)，假如以v2／2為縱軸，以圖線應(yīng)是，才能考證機(jī)械能守恒定律，其斜率等于

h為橫軸，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的的數(shù)值。（3）在做“考證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶如圖3所示，此中

A點(diǎn)為打下的第一個(gè)點(diǎn)，0、1、2為連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn)。現(xiàn)測(cè)得兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的打點(diǎn)時(shí)間間隔均為T。依據(jù)紙帶丈量出的距離及打點(diǎn)的時(shí)間間隔，能夠求出此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中重錘著落運(yùn)動(dòng)的加快度大小表達(dá)式為：_________。在打第5號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)的剎時(shí)速度大小的表達(dá)式為_(kāi)_______。要考證機(jī)械能守恒定律，為減小實(shí)驗(yàn)偏差，應(yīng)選擇打下第_________號(hào)和第__________號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的過(guò)程為研究對(duì)象。（4）某次“考證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，用

6V、50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條無(wú)漏點(diǎn)的紙帶，如圖

4所示，

O點(diǎn)為重錘著落的起點(diǎn)，選用的計(jì)數(shù)點(diǎn)為

A、B、C、D，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到

O點(diǎn)的長(zhǎng)度已在圖上標(biāo)出，單位為毫米，重力加快度取

9.8m/s2，若重錘質(zhì)量為

1kg。①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出

B點(diǎn)時(shí)，重錘著落的速度

vB=

m/s

，重錘的動(dòng)能

EkB=J

。②從開(kāi)始著落算起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能減小量為J

。③依據(jù)紙帶供給的數(shù)據(jù)，

在偏差同意的范圍內(nèi)，

重錘從靜止開(kāi)始到打出

B點(diǎn)的過(guò)程中，獲得的結(jié)論是五、小結(jié)：

。⒈為進(jìn)行考證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，有以下器械可供采用：鐵架臺(tái)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，復(fù)寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導(dǎo)線，電鍵，天平。此中不用要的器械有：；缺乏的器械是。⒉物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受力作用，其機(jī)械能守恒，若物體自由著落H高度時(shí)速度為V，應(yīng)有MgH=，故只需gH=1/2V2建立，即可考證自由落體運(yùn)動(dòng)中物體的機(jī)械能守恒。⒊在打出的各紙帶中精選出一條點(diǎn)跡，且第1、2兩打點(diǎn)間距離靠近的紙帶。⒋測(cè)定第N個(gè)點(diǎn)的剎時(shí)速度的方法是：測(cè)出與N點(diǎn)相鄰的前、后兩段相等時(shí)間T內(nèi)著落的距離SN和SN+1，，有公式VN=算出。⒌在考證機(jī)械能守恒定律時(shí)，假如以v2／2為縱軸，以h為橫軸，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是，才能考證機(jī)械能守恒定律，其斜率等于的數(shù)值。六、作業(yè)部署：1、在《考證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻次為50Hz，測(cè)適合地的重力加快度g=9.8m/s2，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00kg，實(shí)驗(yàn)中獲得一點(diǎn)跡清楚的紙帶（如圖），把第一點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為丈量的點(diǎn)，經(jīng)丈量知