實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

1、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律新課標(biāo)要求（一）知識(shí)與技能1、會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶運(yùn)算物體運(yùn)動(dòng)的速度。2、把握驗(yàn)證機(jī)械能守恒左律的實(shí)驗(yàn)原理。（二）過程與方法通過用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來驗(yàn)證機(jī)械能守恒左律，體驗(yàn)驗(yàn)證過程和物理學(xué)的研究方法。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，體會(huì)學(xué)習(xí)的歡樂，激發(fā)學(xué)習(xí)的愛好；通過親身實(shí)踐，樹立“實(shí)踐是檢驗(yàn) 真理的唯獨(dú)標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀。培養(yǎng)學(xué)生的觀看和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)把握驗(yàn)證機(jī)械能守恒泄律的實(shí)驗(yàn)原理。教學(xué)難點(diǎn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒左律的誤差分析及如何減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法。教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，并討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)工

2、具重物、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器以及紙帶，復(fù)寫紙片，低壓電源及兩根導(dǎo)線，鐵架臺(tái)和鐵夾，刻 度尺，小夾子。教學(xué)過程（-）課前預(yù)備教師活動(dòng)：課前布置學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)實(shí)驗(yàn)。下發(fā)預(yù)習(xí)提綱，重點(diǎn)復(fù)習(xí)下而的三個(gè)咨詢題：1、推導(dǎo)出機(jī)械能守恒立律在本實(shí)驗(yàn)中的具體表達(dá)式。在圖1中，質(zhì)量為加的物體從0點(diǎn)自由下落，以地作零重力勢(shì)能而，下落 過程中任意兩點(diǎn)A和B的機(jī)械能分不為：11Ea= -+ mghA , EB= -+ mghB乙乙假如忽略空氣阻力，物體下落過程中的機(jī)械能守 恒，因此有£a=Eb ,即-+ mghA =丄 mv： +2 21.1.上式亦可寫成一八勺-/nv； = mgh. 一 mglg2 2該式左邊表示

3、物體由A到B過程中動(dòng)能的增加，右邊表示物體由A到B過程中重力勢(shì)能的減少。等式講明，物體重力勢(shì)能的減少等于動(dòng)能的增加。為了方便，能夠直截了當(dāng)從開 始下落的0點(diǎn)至任意一點(diǎn)（如圖1中A點(diǎn)）來進(jìn)行研究，這時(shí)應(yīng)有：Lnv； = mgh實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式，式中h是物體從0點(diǎn)下落至A點(diǎn)的髙度，VA是物體在A點(diǎn)的瞬時(shí)速度。2、如何求岀A點(diǎn)的瞬時(shí)速度以？廠"依照做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體在某一段_時(shí)刻r內(nèi)的平均速度等于該時(shí)刻中間，八時(shí)刻的瞬時(shí)速度可求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度VAo圖2是豎直紙帶由下而上實(shí)際打點(diǎn)后加的情形。從0點(diǎn)開始依次取點(diǎn)1，2,.3, 圖中$1, S2，S3，分不為03八2點(diǎn)，13點(diǎn)，24點(diǎn)各段間的

4、距離。sh3依照公式v =-, t=2X0.02 s （紙帶“t_2X-上任意兩個(gè)相鄰的點(diǎn)間所表示的時(shí)刻hi差不多上0.02s）,可求出各段的平均 51居hi速度。這些平均速度就等因此1,2,1-于3, 各點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度VB V2,C 加v3,例如：tr 二j量出02點(diǎn)間距離機(jī)，則在這段時(shí)圖2刻里的平均速度v,這確實(shí)是點(diǎn)1處的瞬時(shí)速度V.O依次類推可求岀點(diǎn)2, 3,處的瞬時(shí)速度P2, V3,。3、如何確定重物下落的高度？圖2中hlt h2, hit分不為紙帶從O點(diǎn)下落的髙度。依照以上數(shù)值能夠運(yùn)算岀任意點(diǎn)的重力勢(shì)能和動(dòng)能，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定 律。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生看書明確實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)任務(wù)及實(shí)驗(yàn)儀

5、器。復(fù)習(xí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度的 實(shí)驗(yàn)，把握用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度的方法。（二）進(jìn)行新課教師活動(dòng)：在學(xué)生開始做實(shí)驗(yàn)之前，老師應(yīng)強(qiáng)調(diào)如下幾個(gè)咨詢題：2、是否需要測(cè)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？什么緣故？4、實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源和開釋紙帶的順序如何樣？什么緣故？5、測(cè)量下落高度時(shí)，某同學(xué)認(rèn)為都必須從起始點(diǎn)算起，不能弄錯(cuò)。他的看 法正確嗎？為了減小測(cè)量力值的相對(duì)誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適 當(dāng)遠(yuǎn)些好，依舊近些好？學(xué)生活動(dòng)：摸索老師的咨詢題，討論、交流。選出代表發(fā)表見解。2、因?yàn)椴恍枰靼孜矬w在某點(diǎn)動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，因此不必測(cè)量物體的質(zhì)量m,而只需驗(yàn)證= ghtt就行了

6、。3、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以盡屋減少 重物帶著紙帶下落時(shí)所受到的阻力作用。4、必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后才能松開紙帶讓重物下落。5、那個(gè)同學(xué)的看法是正確的。為了減小測(cè)量"值的相對(duì)誤差，選取的各個(gè) 計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好。教師活動(dòng)：聽取學(xué)生匯報(bào)，點(diǎn)評(píng)，關(guān)心學(xué)生解決困難。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。課余作業(yè)1、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2、完成如下摸索題：（1）為進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒泄律”的實(shí)驗(yàn)，有下列器材可供選用：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。其中不必要的器材有： :缺少的器材是（2）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒立律時(shí)，

7、假如以,/2為縱軸，以力為橫軸，依照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是,才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒泄律，英斜率等于的數(shù)值。（4）某次“驗(yàn)證機(jī)械能守恒左律”的實(shí)臉中，用6V、50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條無 漏點(diǎn)的紙帶，如圖4所示，O點(diǎn)為重錘下落的起點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)為A、B、C、D, %計(jì)數(shù) 點(diǎn)到O點(diǎn)的長(zhǎng)度已在圖上標(biāo)出，單位為亳米，重力加速度取9.8nVs2,若重錘質(zhì)量為lkg。 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打?qū)鏐點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度恥=nVs,重錘的動(dòng)能JoC 0c 單仏 mm D）、 31.476.5125.4195丿圖4 從開始下落算起，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。 依照紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差承諾的范疇內(nèi)，重錘從靜止開始到打出B點(diǎn)的過程中，得到的結(jié)論是，（55+ 56）/2T, 1、5.（4） 1.175, 0.69, 0.69