高中物理 第四章 机械能和能源 第五节 验证机械能守恒定律学案 粤教版必修2-粤教版高一必修2物理学案VIP专享

第五节 验证机械能守恒定律知识目标核心素养1.知道验证机械能守恒定律的方法并不唯一．2．掌握利用自由落体运动、摆球等运动形式验证机械能守恒定律的方法．3．能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论，能定性地分析产生误差的原因.1.会设计实验方案，自主选择合适的实验方案进行实验．2．通过合作探究得出信息，会根据对有效信息的分析得出实验结论．3 会分析系统误差，提出减小误差的方法和措施.一、实验目的1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度．2．掌握利用自由落体运动验证机械能守恒定律的原理和方法．3．设计另外一种能验证机械能守恒定律的实验方案．二、实验原理针对只有重力对物体做功的过程，比较物体重力势能的变化量与动能变化量，若满足 ΔEp＝－ΔEk，则说明机械能守恒．三、两个验证方案(一)自由落体法验证机械能守恒1．实验器材：铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重物(带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源(4～6 V)．2．实验步骤(1)安装装置：按图 1 甲所示把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与电源连接好．图 1(2)打纸带：在纸带的一端把重物用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近．先接通电源后释放纸带，让重物拉着纸带自由下落．重复几次，得到 3～5 条打好点的纸带．(3)选纸带：从打好点的纸带中挑选点迹清晰且开始的两点间距接近 2 mm 的一条纸带，在起始点标上 0，以后任取间隔相同时间的点依次标上 1、2、3….(4)测距离：用刻度尺测出 0 到 1、2、3…的距离，即为对应下落的高度 h1、h2、h3….3．数据处理(1) 计 算 各 点 对 应 的 瞬 时 速 度 ： 根 据 公 式 vn ＝ ， 计 算 出 1 、 2 、 3…n 点 的 瞬 时 速 度v1、v2、v3…vn.(2)机械能守恒定律验证方法一：利用起始点和第 n 点．如果在实验误差允许范围内 ghn＝v n2，则机械能守恒定律得到验证．方法二：任取两点 A、B.如果在实验误差允许范围内 ghAB＝vB2－vA2，则机械能守恒定律得到验证．方法三：图象法(如图 2 所示)．图 2若在实验误差允许范围内图线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．4．误差分析本实验的误差主要是由纸带测量产生的偶然误差以及重物和纸带运动中的空气阻力及打点计时器的摩擦阻力引起的系统误差．5．实验注意事项(1)打点计时器安装要稳固，并使两限...