江苏省高中物理 7.9《实验：验证机械能守恒定律》学案2 新人教版必修2.doc

江苏省赣榆县海头高级中学高一物理必修 《实验: 验证机械能守恒定律》学案 2 (人教版必修 2) 【学****目标】 1 .会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度. 2 .掌握验证机械能守恒定律的实验原理. 【自主导学】 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机械能守恒定律,是因为物体在自由落体运动过程中只____ 做功,满足____________ 。 2、按照书本要求, 本实验是验证自由落体轨迹上开始点和其后任意点的机械能守恒, 为此必须选择物体初速度为_______, 判断开始点是否满足要求的依据是_____________, 为了计算物体减少的重力势能,必须测量出物体__________________ ,对应的测量器材是___________ 。为了计算出某点时刻物体的动能,必须测量出物体在该时刻的瞬时速度,其计算公式为__________________ , 这是利用了什么原理? _________________ 。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,但本实验中可以不测物体的质量,其原因是_______ 。 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?为什么? _______ 。 4、为了减小实验误差, 应尽量减小重物下落时纸带所受的阻力。因此重锤应选______ ( 填重、轻), 纸带应_______ 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小量应______ 动能的增加量,这样才是符合实际的。【例题解析】例题: 在《验证机械能守恒定律》的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为 50Hz ,测得当地的重力加速度 g= 2, 测得所用重物的质量为 , 实验中得到一点迹清晰的纸带( 如图), 把第一点记作 O, 另选连续的 4 个点 A、B、C、D 作为测量的点, 经测量知道 A、 B、C、D到0 点的距离分别为 ,,,, 根据以上的数据,可知重物由 0 运动到 C点, 重力势能的减小量等于_______J, 动能的增加量等于_______J 。( 取三位有效数字) 解析重物从 O 点到 C 点下落高度 h = ,△W P?=mgh == 计算相应过程的动能增加量应先计算出 C 点的瞬时速度 v c ,由图可知: v c=x BD /2t=(-)/(2 × )=(m/s) 故ΔE k= mv c 2 /2= × 2 /2J= 拓展有些认为动能增加量可以根据机械能守恒得到△E k = ,这样做犯了逻辑错误,因为实验目的就是要验证机械能是否守恒,验证过程中当然不能利用机械能守恒的结论。且实验中不可避免存在阻力,动能增加量不等于重力势能的减小量。【反思】收获疑问【课后测评】 1 、在本实验中,对自由下落的重物,下述选择的条件哪种更为有利? () A 、只要有足够重就可以 B 、只要体积足够小就可以 C 、既要足够重,又要体积非常小 D 、应该密度大些,还应便于夹紧纸带,使纸带随同运动时不致扭曲 2、