高中物理 第七章 机械能守恒定律 第九节 实验：验证机械能守恒定律课堂探究学案 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理学案

第九节 实验：验证机械能守恒定律课堂探究探究一 实验注意事项1．先接通电源打点，后释放纸带。2．选取纸带：(1)选择开始的一段时，要验证的是 mv＝mghn，必须保证纸带上的第一点为重物静止释放时打的点，所以前两个点的间距为 h＝gt2＝×10×(0.02)2 m＝2 mm。(2)选择运动中的一段时，要验证的是 mv－mv＝mghmn，这时选择纸带不需要满足前两点间距为 2 mm。3．计算速度时不能用 v＝gt 或 v＝，否则就犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误。4．测量下落高度时，为减小实验误差，后边的点应距起点 O 较远，在测量各点到 O 点的距离时，应当用刻度尺从 O 点量起，一次性读出各点到 O 点的距离。探究二 数据处理1．求瞬时速度由公式 vn＝可以计算出重物下落 h1、h2、h3…的高度时对应的瞬时速度 v1、v2、v3…2．守恒验证方法一：利用起始点。利用起始点和第 n 点计算。代入 ghn和 v，如果在实验误差允许的范围内，ghn＝v，则机械能守恒定律得到验证。方法二：任取两点。(1)任取两点 A、B，测出 hAB，求出 ghAB。(2)求出 A、B 两点的瞬时速度，求出 v－v 的值。(3)如果在实验误差允许的范围内，ghAB＝v－v，则机械能守恒定律得到验证。方法三：图象法。从纸带上选取多个点，测量从第一个点到其余各点的下落高度 h，并计算各点速度的平方 v2，然后以 v2为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据绘出 v2-h 图线。若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为 g 的直线，则验证了机械能守恒定律。探究三 误差分析1．测量长度会带来偶然误差。减小偶然误差的办法：(1)测距离都应从 O 点测起；(2)多次测量取平均值；(3)选取的计数点应尽可能离 O 点远些，以减小相对误差。2．重物在拖着纸带下落的过程中必然受到阻力作用，主要是打点计时器与纸带间的摩擦力以及空气的阻力。克服这些阻力做功要消耗能量，所以重物动能的增加量 ΔEk必定小于重力势能的减少量 ΔEp。这是实验设计上带来的系统误差。3．打点计时器周期变化带来误差。1【例 1】 (实验原理及过程的理解)在验证机械能守恒定律的实验中，有同学按以下步骤进行实验操作：A．用天平称出重物和夹子的质量。B．固定好打点计时器，将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器。C．松开纸带，接通电源，开始打点。并如此重复多次，以得到几条打点纸带。D．取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点 O，在距离 O 点较近...