2019 2020新教材高中物理第八章机械能守恒定律5实验验证机械能守

实验：验证机械能守恒定律核心素养目标能制订验证机械能守恒定律的实验方案，

确定需要测量的物理量，学会正确使用实验器材获取数据，对数据进行分析后得出结论，与科学探究同学讨论并分析误差及产生的原因，并能用物理语言准确描述实验结论。

通过实验验证，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。科学态度与责任

知识点一实验思路 1.自由下落的物体只受到重力作用，满足机械能守恒的条件。如但支持力与物体位移方向垂直(虽然受到重力和斜面的支持力，2.物体沿光滑斜面下滑时， )，对物体不做功，这种情况也满足机械能守恒的条件。图

3.用细线悬挂的小球摆动时，细线的拉力与小球的运动方向垂直，对物体不做功。如果忽略空气阻力，这个过程中只

有重力做功，也满足机械能守恒的条件。

在只有重力做功的物体系统内，动能与重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

EEΔ＝Δ增p减k

知识点二物理量的测量

1.安装置：按图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。

1

将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手打纸带：(1)2. 提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。(2) 次实验。(3)关闭电源，取下纸带。更换纸带重复做3～5 选纸带3.点迹清晰。实验时必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接通电源，让打点计时器工作(1) 稳定后再松开纸带，以保证第1个点是一个清晰的点。 (2)所打的点呈一直线。1122hmvmgmv验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，应选择适当的点为(3)＝－用ΔAB22 。、2两点间距是否接近2 mm1基准点，

这时不要考虑第测长度：用毫米刻度尺测出所选定的各计时点到基准点的距离。4. 数条、复写纸、导线、毫米)带夹子铁架台(带铁夹)、打点计时器、重物()、纸带( 刻度尺、低压交流电源。

减小各种阻力的措施(1) ①安装时使打点计时器的限位孔与纸带处于同一竖直平面内。②应选用质量和密度较大的重物。因重物下落过程中要克服阻力做功，实验中动能增加量必定稍小于重力势能减少量，否(2) 则实验数据不准确。数据分析知识点三hh－nn1＋1－vvvv 1.计算速度：利用公式＝3、…的瞬时速度、、…。点计算出点1、、2、点n321T2gtvvgh 2或来计算＝不能选用公式＝nnnn12mvmgh，计算各点对应的势能减少量2.计算动能和势能的变化：和动能增加量填入表格中。nn22

不用测量质量 3.验证方案112ghghvn＝和方案一：利用起始点和第，如果在实验误差允许的范围内，点计算，代入nnn222v，则验证了机械能守恒定律。n方案二：任取两点计算。

ABhgh。测出(1)任取两点、，算出ABAB1122vv的值。－(2)算出AB221122ghvv，则验证了机械能守恒定律。＝－(3)如果在实验误差允许的范围内，AABB22h，并计算各方案三：图像法。从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度11222vvhvh图线，若是一条过原点且斜为纵轴，以－为横轴，绘出点速度的平方，然后以22g,率为的直线，则验证了机械能守恒定律。

核心要点一实验原理与操作

[例1] 如图为验证“机械能守恒定律”的实验装置示意图。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：

3

) 填入正确选项前的字母(还需要的器材有________。(1)为完成此实验，除了所给的器材外，毫米刻度尺A. 秒表B. 的直流电源C.0～12 V 的交流电源D.4～6 V 下面列举了该实验的几个操作步骤：(2) 按照图示的装置安装器材A. 将打点计时器接到电源的“直流输出”上B. 先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带，再更换纸带重复多次C. 测量纸带上某些点间的距离D. E.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 ________________。其中操作错误的步骤是_____________________________________________

(3)实验中误差产生的原因有写出两个

______________________________________________________________________( )。原因的交流电源。4～6 V解析 (1)为完成此实验，除了所给的器材外，还需要毫米刻度尺、其中操作错

误的步骤是将打点计时器接到电源的“直流输出”上，打点计时器需要交流(2) 电源。纸带与打点计时器之间有摩擦以及空气阻力；用毫米刻度尺测量纸带上点的位置时读数(3) 有误差；计算重力势能变化时，选取初、末两点距离过近；交流电源频率不稳定等。用毫米刻度尺测量纸(3)纸带与打点计时器之间有摩擦以及空气阻力；答案 (1)AD (2)B

带上点的位置时读数有误差；交流电源频率不稳定在利用重锤做自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，有关重锤的质(1)针对训练1] [)

( 量，下列说法正确的是应选用质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力A. B.应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动不需

要称量重锤的质量C.4

必须称量重锤的质量D.“0”为起始点，以后纸带上所打如图所示，在该实验中，选定了一条

较为理想的纸带，(2)xxx…是重锤从开始运动到各时刻的位移。已知的各点依次记为1、、3…，测得的、、2321gTm则当打点计时器打点“4”时，，重锤质量为打点计时器的打点周期为，重力加

速度为，从“0”点到“4”点的过程中重锤重力势能的减少量表达式；重锤动能的表达式为________ 。为______________

实验时选择质量较大的重锤，使得重力远大于阻力，使得阻力的影响可以忽略，解析 (1)mgh错误；因为我们是比较正确；物体做自由落体运动与其质量和惯性无关，选项B选项A12mmv可约去，不需要测出质量，选项C正确，D和错误。的大小关系，故2xx1－35Ev＝(2)4点的瞬时速度：，则打点计时器打点“4”时，重锤动能的表达式为：＝k44T222xmx）－（352Emv＝Δ＝；从“0”点到“4”点的过程中重锤重力势能的减少量表达式为p42T8mgx。42xxm）（－35mgxEΔ＝(2) 答案(1)AC

4p2T85

核心要点二实验数据的处理在“验证机械能守恒定律”的实验中，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点 [例2]

、天平、毫米刻度尺、50 Hz交流电源。回答下列问题：计时器、纸带、重锤(带夹子)用打点计时器打出一条纸带，前后要连续进行一系列的操作，下列各步骤的先后顺序合(1) 理的是

________。 B.接通电源A.释放纸带 C.取下纸带 D.切断电源填是________(位置合理的，纸带前的瞬间重锤和手的释(2)如图所示，放“甲”“乙”“丙”或“丁”)。

O，后隔一段距离，取连续点(3)某同学用正确的方法获得了一条纸带，并以起点为计数点FEABCD，则电磁打点计时器打为计数点、、、、0.5 kg、，如图所示。已知重锤的质量为EEE取，重锤增加的动能Δ下＝点时，重锤减少的重力势能Δ________ J(＝________ J kp2Eg与减少的重，重锤增加的动能重力加速度Δ＝9.8 m/s，计算结果保留2位有效数字)k EEE的大小关系为ΔΔ(________Δ选填“大于”“小于”或“等于”)。力势能pkp

根据实验原理和要求：实验中先接通电源，再释放纸带，然后切断电源，最后取 (1)解析 BADC。下纸带，所以实验的步骤顺序为为了减小实验误差，释放前必须保持提起的纸带处于竖直位置，并且使重锤靠近打点计(2) 时器，故合理的位置为丙图。EhEΔ＝7.1 cm＝0.071 m(3)由图可知，打 …… 此处隐藏：6239字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……