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验证机械能守恒定律

2016年10月13日 02:25:14 访问量:392

实验:验证机械能守恒定律

【学习目标】

1.理解实验的原理和设计思路。

2.能正确进行实验操作和处理实验数据。

3.能定性地分析产生实验误差的原因。

【重点难点】正确进行实验操作和处理实验数据

【课前预学】

1.必须选择一个符合机械能守恒的运动模型来验证机械能守恒定律,本实验选择自由落体运动模型来验证学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!机械能守恒定律,是因为物体在自由落体学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!运动过程中只有重  力做功,满足                         

2.按照教材要求,本实验是验证自由落体轨迹上开始点和其后任意点之间的机械能学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!守恒,为此必须选择物体初速度为零    的点,这样的纸带上的第一个点与第二个点间的距离应接近      mm。为了计算物体减少的重力势能,必须测量出物体下落的高度h,对应的测量器材是毫米刻度尺。为了计算出某时刻物体的动能,必须测量出物体在该时刻的瞬时速度,其计算公式为        。为了计算物体的动能和重力势能,按理还需要知道物体的质量,但学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!本实验中可以不测物体的质量,原因是验证的式子两边均有重物的质量m,因而可不具体测出m的大小,而将m保留在式子中。 

3.实验操作过程中,是先接通电源开始打点还是先放开纸带? 先接通电源后放纸带

4.为减小实学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!验误差,应尽量减学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!小重物下落时纸带所受的阻力影响。因此重锤应选重 (填“重”或“轻”)的,纸带应竖    直放置。尽管采取了上述措施,但由于阻力还是存在的,所以实验中重力势能的减少量应大于动能的增加量,这样才是符合实际的。 

【课堂探究】

  主题1:实验方案

问题:阅读教材“实验方法”学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!部分内容,完成下列问题。

(1)本实验需要哪些实验器材?                                            ;

(2)简述实验步骤。

 

 

 

 

[来源:学*科*网]

(3)本实验中要不要测量物体的质量?                ;

(4)若验证mgh = mv2/2,在纸带上选点有什么要求?(起始两个点间的距离大约是多少mm)                                                                       ;

学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!(5)利用如图所示的纸带及其上面的信息,能够求出哪个点的瞬时速度?其速度表达式是怎样的?

 

 

 

  主题2:对实验误差的分析以及实验注意事项

问题学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!:图示是某小组在“验证机械能守恒定律”的实验中选出的一条纸带,其中O点为重锤下落的起点, A、B、C为学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!三个计数点,打学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!点计时器通以50 Hz交流电,用最小刻度为1 mm的刻度尺,测得OA、OB、OC的数据如图所示。在计数点A和B之间、B和C之间还各有一个点,重锤的质量为1 kg,取g=9.8 m/s2

学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!(1)根据以上数据计算当打点计时器打到B点时,重锤的重力势能比开始下落时减小了多少?这时重锤的动能是多少?

(2)实验中重物动能的增加量稍小于重力势能的减少量,即ΔEk<ΔEp,请你分析实验误差的主要来源。学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯![来源:学科网]

 

 

 

【技能检测】

1.在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中需要用工具测量的有(     )

A.重锤的质量    B.重力加速度

C.重锤下落的高度D.与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度

2.下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中,正确的是(     )

A.重锤质量的称量不准会造成较大误差

B.重锤质量选用得大些,有利于减小误差

C.重学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!锤质量选用得小些,有利于减小误差

D.验证起始点与其后任意点的机械能守恒时,若纸带下落比打点早,会造成较大误差

学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!3.图示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带,我们选N点来验证机械能守恒定律。下学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!面举出一些计算打N点时纸带下落速度的方法,其中正确的是(T为打点周期)(       )

A.N点是第学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!n个点,则vN=gnT[来源:Z§xx§k.Com]

B.N点是第n个点,则vN=g(n-1)T

C.vN=dn+1/nT

D.vN=dn+1-dn-1/2T

4.某同学为验证机械能守恒定律,设计了如下实验:

A.用天平称出重物的质量;

B.把纸带固定到重物上,并把纸带穿过打点计时器,提升到一定高度;

C.拆掉导线,整理仪器;

D.断开电源,调整纸带,重做两次;

E.用秒表测出重物下落的时间;

F.用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离,记录数据,并计算出结果,得出结论;

G.把打点计时器接到低压交流电源上;

H.接通电源,释放纸带;

I.把打点计时器接到低压直流电源上;[来源:学+科+网Z+X+X+K]

J.把打点计时器固定到桌边的铁架台上。

上述实验步骤中错误学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!的是    ,可有可无的是   ,其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是    。(均只需填步骤的代号) 

5.某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时,不慎将已选好的纸带的前面一部分破坏了,剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出并标在图上。已知打点计时器的工作频率为50 Hz,重力加速度g取9.80 m/s2,利用这段纸带能否验证机械能守恒定律?如何验证?

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