2020年高中物理学案(新人教必修二)7.9《实验:验证机械能守恒定律》5.docx
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1、 班级_ 组别_ 座号_ 姓名_一、试验目的1.用落体法验证机械能守恒定律。2.理解试验设计思路,明确试验直接测量的物理量。3.生疏试验操作,能正确测量数据,会求瞬时速度。4.把握试验数据的处理方法,能定性分析误差产生的缘由。 二、试验原理1.只有重力做功的自由落体运动中,物体的重力势能和动能可相互转化,但总的机械能守恒。利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度h并计算出瞬时速度v,从而验证物体在自由下落过程中,重力势能的削减量Epmgh与物体动能的增加量 相等。2.测定某点瞬时速度的方法是:物体做匀变速直线运动,在某时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。 三、试验器材铁架台(带铁夹)
2、、电磁打点计时器、重物(带纸带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压沟通电源(4 V6 V)三、试验器材铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重物(带纸带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压沟通电源(4 V6 V)四、试验过程1.试验步骤(1)安装:按图甲装置竖直安装打点计时器,并用导线将打点计时器接在低压沟通电源上。(2)接电源、打纸带: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。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。换几条纸带,重复上面的试验。(3)选纸带:选取点迹较为清楚的纸带。选择纸带上
3、第一个点及距离第一个点较远的点,并依次标上0、1、2、3。(4)数据测量:测出0点到点1、点2、点3的距离,即为对应的下落高度h1、h2、h3。 2.数据处理(1)利用公式 计算出点1、点2、点3的瞬时速度v1、v2、v3。(2)要验证的是 只需验证 因此不需要测量重物的质量m。(3)验证:通过计算,在误差允许的范围之内 与ghn是否相等或 与ghmn是否相等。五、探究思考1.本试验中为什么选择第一、二两点间的距离接近2 mm的纸带进行测量?2.在得到的试验数据中,大部分同学得到的结论是:重物动能的增加量稍小于重力势能的削减量,即EkEp。请问这是怎样造成的呢?3. 请思考在试验时某点速度能用
4、v=gt或 计算吗?【学问点拨】试验留意事项1.试验中应尽可能把握试验条件,这就要尽量削减各种阻力,实行的措施有:(1)铁架台应竖直安装,可使纸带所受阻力减小。(2)选用质量和密度较大的重物,增大重力可使阻力的影响相对减小,增大密度可以减小体积,可使空气阻力减小。2.应先接通电源让打点计时器开头打点,再放开纸带让重锤下落。纸带也不宜过长,其有效长度可在60 cm80 cm之间。3.选取纸带的原则(1)点迹清楚。(2)所打点呈一条直线。4.不需要测出物体的质量,试验只需要验证 就行了。5.测量下落高度时,为减小试验误差,后边的点应距起点0较远,在测量各点到0点的距离时,应当用刻度尺从0点量起,一
5、次性读出各点到0点的距离。六、试验典例分析1、试验器材及误差分析【典例1】如图为验证机械能守恒定律的试验装置示意图。现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题: (1)为完成此试验,除了所给的器材,还需要的器材有_。(填入正确选项前的字母)A.米尺 B.秒表C.012 V的直流电源 D.012 V的沟通电源(2)试验中误差产生的缘由有_。(写出两个缘由)课后达标训练1.下列关于“验证机械能守恒定律”试验的试验误差与操作正误的说法中,正确的是( )A重锤的质量称量不准会造成较大的误差 B重锤的质量选用大些,有利于减小误差 C重锤的质量选用小些,有利于减小
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