高中物理 7.9 实验：验证机械能守恒定律学案（含解析）新人教版必修2-新人教版高中必修2物理学案

9 实验:验证机械能守恒定律学习目标1.理解实验的思路,明确测量的物理量.2.能正确地进行实验操作.3.会根据纸带测定下落的距离,掌握瞬时速度测量的方法.4.能根据实验数据得出实验结论.自主探究1.本实验的实验目的是通过研究物体 下落过程中, 能和 能的变化来验证 . 2.实验原理:做自由落体运动的物体,设质量为 m,下落高度为 h 时的速度为 v,则减少的重力势能为 ,增加的动能为 .若两个量在误差允许的范围内相等,就验证了机械能守恒定律. 3.速度的测量:做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于 . 4.本实验中,用到的实验器材主要有打点计时器及学生电源、 、 、重物、 、带铁夹的铁架台、导线. 合作探究一、实验介绍1.实验目的:验证机械能守恒定律.2.实验原理:本实验验证自由落体运动情形下的机械能守恒.思考 1:选择重物时,选轻一点的好还是重一点的好?为什么?思考 2:本实验要不要测量垂物的质量?3.实验器材:铁架台、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、重物(带铁夹)、毫米刻度尺等.二、实验步骤1.按图安装实验器材,电源接 4~6V 学生电源.接通电源前,用手提升纸带至重物靠近打点计时器处.2.先接通电源,再松开纸带,让重物自由下落.关闭电源,取下纸带备用.3.重复步骤 2 两次,打出 3 条纸带.4.取点迹清晰,且第一、二点间距离接近 2mm 的纸带进行测量.先将第一点记为 0 点,然后在纸带上任取 5 个连续的点(或间隔点数相同的点),如下图所示.5.验证 0 点到 2 点过程机械能守恒的方程为 mgh2=12m(h3-h12t)2,其中 t 为 1 点到 2 点(或 2点到 3 点)之间的时间间隔,如果在误差允许的范围内等式成立,实验就是成功的.同理,可以验证 0 点到 3 点过程、0 点到 4 点过程的机械能是否守恒.6.拆下器材,放回原处.思考 3:对于实际获得的纸带,如何判定纸带上的第一个点就是纸带刚开始下落时打下的呢?三、数据处理与分析依据实验,采集整理以下信息: 数据序号 下落高度 hn/m瞬时速度vn/(m·s-减少的重力势能 mghn/J增加的动能1)12 m vn2/J234思考 4:验证机械能守恒时可以回避起始点吗(即处理纸带时可以不用到起始点吗)?我们可以选取 A、B 两点,比较它们的机械能 EA和 EB.若以点 B 为 0 势能点,则有: . 数据处理:Δh/mvA/(m·s-1)vB/(m·s-1)势能减少量 Ep/J动能增加量ΔEk/J1234通过本实验,我们可以得到的结论: . 思考 5:如何测量物体的瞬时速度?探究讨论:速度能不能用 v=❑√2gh或 v=gt 计算...