高中物理必修2实验 验证机械能守恒定律 备课资源

实验：验证机械能守恒定律 备课资源学习目标1.理解掌握实验的原理，知道实验中应注意什么.2.掌握测量瞬时速度的一种新的方法.3.培养学生的动手实验能力及其相互合作的精神.4.对实验误差的来源能正确进行分析，特别是对实验结果可靠性的评估，更是考查实验能力的一个重要方面，要求学生不但会动手，更要会动脑.学习提示本节重点是实验的原理和数据处理的方法.需要测量的物理量是测量某位置到起始点间的高度差和计算该点的瞬时速度.●思维方法实验方法及原理：1.让重物带动纸带由静止开始自由下落.2.通过打点计时器打出的纸带记录物体下落的时间和位置.3.通过纸带求出物体下落的高度和对应高度的即时速度，算出物体重力势能的减少和动能的增加.4.将物体重力势能的减少 ΔEp=mgΔh 与动能的增加 ΔEk=mvt2-mv02比较，验证物体的机械能是否守恒.实验器材和实验步骤：1.实验器材：铁架台（带铁夹）、电火花计时器或打点计时器；重锤（带纸带夹）；纸带（数条）、复写纸片导线、毫米刻度尺、低压交流电源.注意：重锤应选体积较小、质量较大者，以减少空气阻力的影响.又因无需测其质量，所以本实验不用天平.2.实验步骤：① 按图 5-9-1 甲所示竖直架稳打点计时器，并用导线将打点计时器接在 4 V~6 V 的交流电源上.甲 乙图 5-9-1② 将长约 1 m 的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方.③ 接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点.④ 换几条纸带，重做上面的实验.⑤ 在取下的纸带中挑选第一、二两点间距离接近 2 mm 且点迹清楚的纸带进行测量.先记用心 爱心 专心下第一点 0 的位置，再从任意点开始依次选取几个点 1、2、3、4……用刻度尺测出距 0 点的相应距离，如图 5-9-1 乙所示.⑥ 用公式 v=计算出各点对应的瞬时速度 v1、v2、v3……⑦ 计算各点对应的势能减少量 mghn和动能增加量mvn2进行比较得出结论.自主练习1.机械能守恒定律的内容及使用条件各是什么？答案：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变.该定律使用条件是仅有重力或系统内弹力做功.2.如何从打点计时器打出的纸带上的点计算某点的瞬时速度？答案：利用 =，当 Δt 很小时， 近似与 v 瞬相等来处理.知识链接处理机械能守恒类问题一定要注意分析其守恒条件是否具备.瞬时速度的计算是验证机械能守恒问题的关键之一.知...