验证机械能守恒.doc

验证机械能守恒定律【教材分析】人教版 2002年《物理（必修）》 《验证机械能守恒定律》是一个验证型学生实验，实验采用自由落体运动模型运用打点计时器，从纸带上读取下落高度，计算出对应高度的距离，然后验证在误差允许范围内mgh=1/2 mgv2 【学情分析】首先，机械能守恒，并不是艰深难懂的，它是我们生活中运用的非常广泛，使我们熟悉的一条定律；其次，在机械能之前，学生已经有了一定的运动学和动力学的知识积淀，自己设计验证实验具有可行性课堂上可以鼓励学生思考，尽可能多的想到不同的方案 【教学目标】1、 鼓励学生运用所学的知识，自己设计实验，养成善于思考的良好习惯2、 理解实验原理，了解实验操作注意事项，学会数据处理3、 能够按要求规范实验，得到需要的数据实验目的】验证物体在自由落体运动过程中机械能守恒【实验器材】铁架台、打点计时器、纸带、重物、复写纸【教学过程】一、知识回顾机械能守恒：在只有重力或弹力做功的情形下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变二、学生设计实验提示：自由落体模型、平抛运动、沿斜面滑动，单摆等满足机械能守恒的模型提示后，根据学生的设计，一起探讨，寻找运用这些模型去实验的利弊。

鼓励学生选择易操作的方案，自行设计验证实验三、自由落体运动模型验证1、实验原理在自由落体运动模型中，物体只受到重力，下落过程中重力势能转化为动能如果机械能守恒，则减小的重力势能等于增加的动能△P = △Emgh = 1/2 mgv21、实验步骤a、实验装置图如下电火花计时器纸带夹子重物按装置图实验，将打点计时器竖直稳固的架在铁甲台上b、将纸带固定在重物上，让纸袋穿过打点计时器，用手竖直提着纸带c、接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点d、多次实验，从打出的纸带中挑选点迹清晰的纸带2、数据记录及处理实验数据记录表（建议学生自己设计） g＝9.8m/s2，T＝0.02s h1（OB）h2（OC）h3（OD）h4（OE）ΔEp1ΔEp2ΔEp3ΔEp4ΔEk1ΔEk2ΔEk3ΔEk4a、在挑选的纸带上，记下第一个点的位置O,并从任意点开始依次选取几个点ABCDE……b、量出个点到O 点的距离…… ,这些距离就是物体下落到对应点的高度即可算出减小的重力势能mghc、在直线运动中知道，时间t内的平均速度等于该段时间中点t/2 时刻的瞬时速度。

那么B点的瞬时速度为 V2 = (h3- h1)/2*0.02，用这个方法就可计算出V3、V4、V5……，即可算出增加的动能1/2 mgv2d、比较结果，看在误差范围内mgh 是否等于 1/2 mgv2即定律是否得到验证 思考：如果纸带前端不小心被撕坏，还能不能验证机械能守恒，这个时候如何取舍数据课后思考四、误差分析由于重锤克服阻力作功，所以动能增加量略小于重力势能减少量五、实验注意事项1、实验中打点记时器的安装，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦力．2、实验时，必须先接通电源，让打点记时器工作正常后才松开纸带让重锤下落． 3、打点记时器必须接50Hz交流低压电源.4、必须保留纸带上打出点迹的第一点,且第1、2点间距约为2mm的纸带误差小5、实验中，只要验证gh是否等于v2/2即可，不用测重锤的质量。