高中物理 第七章 机械能守恒定律 7.12 验证机械能守恒定律实验难点剖析学案 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理学案

验证机械能守恒定律实验难点剖析一、考点突破知识点考纲要求题型分值实验：验证机械能守恒定律掌握验证机械能守恒定律的原理、器材、步骤、数据处理实验题4~10 分二、重难点提示重点：验证机械能守恒定律的器材、操作步骤。难点：验证机械能守恒定律的原理、数据处理。改进实验的原理分析及数据处理方法。一、知识框架二、误差分析1. 测量误差：减小测量误差的办法，一是测下落距离时都从 0 点量起，依次将各打点对应下落高度测量完；二是多测几次取平均值。2. 系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功。故动能的增加量ΔEk＝mvn2必定稍小于势能的减少量 ΔEp＝mgxn。改进办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力。三、注意事项1. 打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以减少摩擦阻力。2. 重物密度要大：重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。3. 一先一后：应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落。在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为 50 Hz，当地重力加速度的值为 9.80 m/s2，测得所用重物的质量为 1.00 kg。甲、乙、丙三位学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第 1、2 两点间的距离分别为 0.18 cm、0.19 cm 和0.25 cm，这些数据能说明什么问题？我们可以计算出，第一个 0.02 秒内，物体大致下落的位移为，由于摩擦力的存在，所以一般实验数据会小于此值。丙同学的数据为 0.25cm，即可以判断他的操作顺序是先释放纸带，后打开的打点计时器。由此可见，当我们在选择纸带进行计算时，要首先判断纸带上的点是否符合此要求。4. 测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用公式 vn＝，不能用 vn＝或 vn＝gt 来计算。如果计算中认为下落加速度为 g，即相当于用机械能守恒定律去验证机械能守恒，并且如果用计算，会得出机械能增加的结论。例题 1 利用实验装置探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题。（1）实验操作步骤如下，请将步骤 B 补充完整：A. 按实验要求安装好实验装置；B. 使重物靠近打点计时器，接着先________，后________，打点计时器在纸带上打下一系列的点；C. 下图为一条符合实验要求的纸带，O 点为打点计时器打下的第一点。分别测出若干连续点 A、B、C……与 O 点之间的距离 h1、h2、h3……（2）已知打点计时器的打点周期为 T，重物质量为 m，重力加速度为 g，结合...