shy-6驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律doc

1、實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律一、教學(xué)目的：1培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。2通過驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律進(jìn)一步加深對(duì)機(jī)械能守恒條件的理解。二、教學(xué)重難點(diǎn)：1驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。2驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的誤差分析及如何減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法。三、教學(xué)方法：講授、學(xué)生實(shí)驗(yàn)四、教具：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。五、教學(xué)過程：（一）復(fù)習(xí)知識(shí)，引入新課：1機(jī)械能守恒定律在本實(shí)驗(yàn)中具體表達(dá)式：在圖1 中，質(zhì)量為 m 的物體從 O 點(diǎn)自由下落，以地作零重力勢(shì)能面，下落過程中任意兩點(diǎn) A 和 B 的機(jī)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(jī)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(dòng)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(shì)能的減少。等式說明， 物體重力勢(shì)能的減少等于動(dòng)能的增加。為了方便，可以直接從開始下落的O 點(diǎn)至任意一點(diǎn)（如圖1 中 A 點(diǎn)）來(lái)進(jìn)行研究，這時(shí)應(yīng)有：1 mVA2mgh- 本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式，式中h 是物體從 O 點(diǎn)下落至 A 點(diǎn)的高度， V A 是2物體在 A 點(diǎn)的瞬時(shí)速度。

3、2如何求出A 點(diǎn)的瞬時(shí)速度VA ？根據(jù)做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體在某一段時(shí)間t 內(nèi)的平均速度等于該時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可求出 A 點(diǎn)的瞬時(shí)速度 V A 。圖 2 是豎直紙帶由下而上實(shí)際打點(diǎn)后的情況。從O 點(diǎn)開始依次取點(diǎn)1,2,3, 圖中 S1，S2， S3， 分別為 0 2 點(diǎn)， 1 3 點(diǎn)， 2 4 點(diǎn) 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(gè)相鄰的點(diǎn)間所表示的時(shí)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(diǎn)相對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度V 1，V 2，V 3， .例如：量出 0 2 點(diǎn)間距離S1，則在這段時(shí)間里的平均4速度 V1S1 ，這就是點(diǎn)1

4、 處的瞬時(shí)速度 V 1。依次類t推可求出點(diǎn)2,3,處的瞬時(shí)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(diǎn)下落的高S2度。2根據(jù)以上數(shù)值可以計(jì)算出任意點(diǎn)的重力勢(shì)能和動(dòng)能，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。S11（二）進(jìn)行新課：0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)問題：圖 21該實(shí)驗(yàn)中選取被打點(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。怎樣判別呢？因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)一二兩點(diǎn)間距離接近兩年2mm 的紙帶進(jìn)行測(cè)

5、量；二是在紙帶上所選的點(diǎn)就是連續(xù)相鄰的點(diǎn)，每相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔t=0.02S.2因?yàn)椴恍枰牢矬w在某點(diǎn)動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，所以不必測(cè)量物體的質(zhì)量m，而只需驗(yàn)證 1 Vn2ghn 就行了。23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)，以盡量減少重物帶著紙帶下落時(shí)所受到的阻力作用。4實(shí)驗(yàn)時(shí)，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測(cè)量下落高度時(shí)，都必須從起始點(diǎn)算起，不能弄錯(cuò)。 為了減小測(cè)量h 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。然后學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。（三）課外作業(yè)：1完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2完成如下思考題：（ 1 ）為進(jìn)行【驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律】的實(shí)驗(yàn)，有下

6、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)械能守恒定律時(shí)，如果以v2 2 為縱軸，以h 為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是，才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其斜率等于的數(shù)值。圖 3（3）在做“驗(yàn)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，其中 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)?，F(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。根據(jù)紙帶測(cè)量出的距離及打點(diǎn)的時(shí)間間隔，可以求出此實(shí)驗(yàn)過程中重錘下落運(yùn)動(dòng)的加速度大小表

7、達(dá)式為_。在打第5 號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度大小的表達(dá)式為_。要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選擇打下第_號(hào)和第_ 號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的過程為研究對(duì)象。（ 4）某次 “驗(yàn)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，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，重力加速度取9 8m/s2，若重錘質(zhì)量為1kg 。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B 點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度V B =m/s，重錘的動(dòng)能EkB =J。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。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(diǎn)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