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广西梧州市蒙山县第一中学高中物理 实验《验证机械能守恒定律》导学案 教科版必修2


高中物理教科版必修二实验《验证机械能守恒定律》导学案
【学习目标】 1.通过实验,验证机械能守恒定律. 2.学习利用图象法处理实验数据. 【重点难点】 1、验证机械能守恒定律的实验原理。 2、验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实 验误差的方法 【使用说明与学法指导】 先通读教材有关内容,进行知识梳理归纳,再认真限时完成课前预习部分内容,并将自 己的疑问记下来(写上提示语、标记符号) 。 【课前预习】 一、请简述验证机械能守恒定律的实验原理

二、写出本实验的实验器材

三、简述实验步骤

【课内探究案】 探究一 实验操作技巧

1、进行“验证机械能守恒定律”的实验,有下列器材可供选用:铁架台、低压交流电源、 复写纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、开关、天平、重锤.其中不必要的器材有: _______________;缺少的器材 是____ ____________。

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探究二

实验数据整理问题

3、在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用的电源的频率为 50 Hlz , 2 查得当地的重力加速度 g = 9.8m /s , 测得所用的重物的质量 m= l.0kg , 实验中得到一 条点迹清晰的纸带. 把第一个点记作 O, 另选连续的 4 个点 A 、 B 、 C 、 D 作为测量的点, 如图所示, 经测量知道 A 、 B 、C 、D 各点到 O 点的距离分别为 62.99 cm 、70.18 cm 、 77.76 cm 、85.73 cm ,根据以上数据,可知重物由 O 点运动到 C 点, 重力势能的减少量 等______________ J ,动能的增加量等于___________ __ J (取三位有效数字)

4、在“验证机械能守恒定律”的实验中,选出条纸带如图所示.其中 O 点为起始点,A 、 B 、C 为三个计数点,打点计时器通过 50Hz 的交流电源,用毫米刻度尺测得 OA=11.13 cm, OB=17.69cm . OC =25.9cm.

(1) 这三个数据中, 不符合有效数字要求的是___________ __. 应该写成__________ cm (2) 在计数点 A 和 B 之间、 B 和 C 之间还各有一个点,重物的质量为 m kg , 根据 以上数据可知, 当打点计时器打到 B 点时, 重物的重力势能比开始下落时减少了_______J ; 这时它的动能为_________J ( g 取 9.80m / s ) 5、 在利用重物做自由落体运动来“验证机械能守恒定律”的实验中,电火花计时器接在 电压为 220V、50Hz 的交流电源 上.实验操作正确,得到一条理想的纸带,数据如图所示, 单位是 cm.O、A 之间的几个计数点图中未标出
2

(1)打点计时器打下计数点 B 时,物体的速度 vB= ________ m/s. (2)从计数点 A 到 B 的过程中,重物的重力势能的减少量为△Ep,动能的增加量为△Ek, 则实验数据显示△Ep ________△Ek(填写“略大于” 、“略小于”或“等于”) .
2

【当堂检测案】 1 .在做验证机械能守恒定律实验时,发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能, 造成这种现象的原因是( )

A.选用的重物质量过大 B.重物质 量测量不准 C.空气对重物的阻力和打点计时 器对纸带的阻力 D.实验时操作不太仔细,实验数据测量不准确
2.关于验证机械能守恒定律的下列说法中正确的是( A.选用重物时,重的比轻的好 B.选用重物时,体积小的比大的好 C.选定重物后,要称出它的质量 D.重物所受的重力, 应远大于它受的空气阻力与纸带受到打点计时器打点时的阻力之和 3.下面列出一些实验步骤 A.用天平测出重物和夹子的质量; B.将重物系在夹子上; C.将纸带 穿过计时器,上端用手提着,下端夹上系住重物的夹子.再把纸带向上拉,让 夹子靠 近打点计时器处; )

D.打点计时器接在学生电源交流输出端,把输出电压调至 6 V(电源不接通、交流); E.打点计时器固定放在桌边的铁架台上,使两个限位孔在同一竖直线上; F.在纸带上选取几个点,进行测量和 记录数据; G.用秒表测出重物下落的时间; H.接通电源,待计时器响声稳定后释放纸带; I.切断电源; J.更换纸带,重新进行两次; K.在三条纸带中选出较好的一条; L .进行计算,得出结论,完成实验报告; M.拆下导线,整理器材. 以上步骤,不必要的有________,正确步骤的合理顺序是__ EDBCHIJKFLM ______.

4.在“验证机械能守恒定律”的实验中,质量为 m 的重锤从高处由静止开始下落,重锤拖 着纸带通过打点计时器打出一系列点,对纸带上的点进行测量,就 可以验证机械能守恒定 律。

3

如图所示,选取纸带上打出的连续五个点 A 、 B 、 C 、 D 、 E ,测出 A 点距起始点 O 的距离为 x。 ,点 A 、C 间的距离为 x1 ,点 C 、E 间的距离为 x2,交流电的频率为 f , 用以上给出的已知量写出 C 点速度的表达式:vC=____________;在 OC 这段时间内,重锤 的重力势能的减少量为_____________ ;利用这个装置还可以测量重锤下落的加速度,则加 速度的表达式为: a=_____________________。

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