人教版必修二7.9《宇宙航行》WORD教案2 4页

学 案 装 订 线 内 不 要 答 题 第七章 机械能守恒定律 第9节 实验:验证机械能守恒定律 导学案 编制：李胡海 审核： 包科领导__________‎ ‎【使用说明】‎ ‎1、依据学习目标自学课本，查阅相关资料，按照导学案独立进行自主学习，用红笔标注重点、疑点问题，便于课堂讨论，带*题为选做题。‎ ‎2、课堂上通过小组合作、互动、展示和点评加深对本节知识的理解达成目标 ‎【学习目标】‎ ‎1．理解实验的设计思路，明确实验中需要直接测量的物理量。‎ ‎2．知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸袋测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的瞬时速度的方法。‎ ‎3．能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析得出实验结论。‎ ‎4．能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差。‎ ‎【问题导学】‎ ‎1、认真阅读教材完成下列问题：‎ ‎（1）为什么要选择自由落体运动来验证机械能守恒定律？‎ ‎ ‎ ‎（2）该实验中选取被打点纸带应注意两点：①第一点O为计时起点；②二是O点的速度应为零。怎样判别呢？‎ ‎（3）该实验中是否需要测量重物的质量？为什么？‎ ‎（4）在架设打点计时器时应注意什么？‎ ‎（5）实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？‎ ‎2、实验：验证机械能守恒定律 ‎【实验器材】‎ ‎【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.回答下列问题 ‎ 为完成此实验，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、0～12V的直流电源 ‎ D、0～12V的交流电源 E.天平 ‎【实验原理】‎ 推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。‎ 如图所示，质量为m的物体从O点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点A和B的机械能分别为：‎ EA= ， EB= ‎ 如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有:‎ ‎___________________；上式亦可写成__________________________‎ 为了方便，可以直接从开始下落的O点至任意一点（如图中的A点）来进行研究，这时应有：----本实验要验证的表达式，式中h是 高度，vA是物体在A点的 速度。‎ ‎【实验操作与步骤】‎ ‎1．把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生电源和打点计时器接好．‎ ‎2．把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近．‎ ‎3．接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重锤自由下落，打点计时器应该在纸带上打出一系列的点．‎ ‎4．重复上一步的过程，打三到五条纸带．‎ ‎5．选择一条点迹清晰且第l、2点间距离接近‎2 mm的纸带，在起始点标上0，以后各点依次为1、2、3……用刻度尺测量对应下落的高度h1h2h3，……记人表格中．‎ ‎6．用公式vn=hn+1+hn-1/2t，计算出各点的瞬时速度v1v2v3……并记录在表格中．‎ ‎7．计算各点的重力势能的减少量mgh和动能的增加量，并进行比较．看是否相等，将数值填人表格内．‎ ‎【实验数据处理】‎ ‎【例2】在“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图4所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取‎9.8m/s2，若重锤质量为‎1kg。‎ ‎（1）运用公式=对实验条件的要求是____________________________;‎ 为此目的，所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近__________.‎ ‎(2)打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB= m/s，重锤的动能EkB=‎ ‎ J。‎ ‎(3)从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为 J。‎ ‎(4)实验误差产生的原因(写两点)：‎ ‎ ①_____________________________________________________________;‎ ‎②_____________________________________________________________.‎ ‎（5）根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程 中，得到的结论是 ______________。 ‎ ‎（6）若该实验过程中，不计任何阻力，根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落高度h，则：‎ ‎①以为纵轴，以h为横轴画出的图像应是（ ）‎ ‎②该图像的斜率等于________的数值。‎ ‎【达标检测】‎ ‎1.在验证机械能守恒定律的实验中，有同学按以下步骤进行实验操作：‎ A.用天平称出重锤和夹子的质量；‎ B.固定好打点计时器，将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器；‎ C.松开纸带，接通电源，开始打点.并如此重复多次，以得到几条打点纸带；‎ D.取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点O，在距离O点较近处选择几个连续计数点(或计时点)，并计算出各点的速度值；‎ E.测出各点到O点的距离，即得到重锤下落高度；‎ F.计算出和，看两者是否相等。‎ 在以上步骤中，不必要的步骤是______ ；有错误或不妥的步骤是______ (填写代表字母)；更正情况是，① ________，② ___________，③  ___________ ，④  ______________。‎ ‎★2010年高考题（安徽卷） ‎ ‎2．利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。‎ a. 用刻度尺测出物体下落的高度，并测出下落时间,通过计算出瞬时速度.‎ b. 用刻度尺测出物体下落的高度，并通过计算出瞬时 速度.‎ c. 根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过 计算出高度.‎ a. 用刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度。‎ 以上方案中只有一种正确，正确的是 。（填入相应的字母）‎