高中物理必修2验证机械能守恒定律-备课资料

验证机械能守恒定律-备课资料[学习目标导航]1.明确实验目的.2.理解实验原理.3.掌握实验步骤.4.知道实验注意事项.5.会处理实验数据.6.能总结出实验结论.学习提示机械能守恒定律是力学中的一条重要规律.本节实验是一个验证性实验，选择自由落体运动的物体，在下落过程中，验证物体减少的重力势能是否等于增加的动能.[自主学习互动]1.机械能包括________和________.答案：动能 势能（重力势能和弹性势能）2.机械能守恒的条件________.答案：只有重力或弹力做功引起动能与势能的相互转化3.打点计时器是应用________V 的________电源的计时仪器.答案：4～6 交流知识链接理解机械能守恒定律的条件，在设计实验中要充分考虑，研究的物理过程是否满足机械能守恒.[典型例题探究]【例题】 在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为 50 Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图 4－5－3 所示（图中 O 点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E 分别是每打两个点取出的计数点）.图 4－5－3根据纸带要求计算：（1）重锤下落的加速度；（2）若重锤的质量为 m，则重锤从开始下落到打 B 点时，减少的重力势能是多少？（3）重锤下落到打 B 点时增加的动能有多大？（4）从（2）（3）数据可得出什么结论？产生误差的主要原因是什么？解析：（1）根据逐差法求加速度sab=－=195.0 mm－125.0 mm=70.0 mm=0.07 msbc=－=280.5 mm－195.0 mm=85.5 mm=0.0855 mscd=－=381.5 mm－280.5 mm=101.0 mm=0.101 msde=－=498 mm－381.5 mm=116.5 mm=0.1165 ma1=（sCD－sAB）/2T2规律发现 在验证机械能守恒定律的实验中，误差中的一部分来自于空气阻力及纸带和打点计时器限位孔之间的摩擦，故重力势能的减少应等于动能的增加量和克服阻力做功之和.所以，此题在计算结论上肯定是重力势能减少的多，动能增加的少，其差值除偶然误差外，就是上述原因造成的.用心 爱心 专心a2=（sDE－sBC）/2T2=（a1+a2）/2=（sCD+sDE－sBC－sAB）/4T2=（0.101+0.1165－0.0855－0.07）/［4×（0.04）2］ m/s2=9.688 m/s2即重锤下落的加速度为 9.688 m/s2.（2）重锤从开始下落到打 B 点时减少的重力势能为:ΔEP 减=mgh=mg=9.8×0.1950m J=1.911m J.（3）重锤下落到打 B 点时的速度为vB=（sAB+sBC）/2T=（0.07+0.0855）/（2×0.04） m/s=1.944 m/s则物体从开始下落到打 B 点增加的动能为ΔEk 增=m...