§7.9_實驗__機械能及其守恒定律_學案_人教必修2doc

1、 7.9 實驗機械能及其守恒定律【學習目標】1.培養(yǎng)學生的觀察和實踐能力，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度。2.通過驗證機械能守恒定律進一步加深對機械能守恒條件的理解?！咀灾鲗W習】1.為進行驗證機械能守恒定律的實驗，有下列器材可供選用：鐵架臺，打點計時器，復(fù) 寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導線，電鍵，天平。其中不必要的器材有：;缺少的器材是。2物體做自由落體運動時，只受 _ 力作用，其機械能守恒，若物體自由下落H高度時速度為 V,應(yīng)有 MgH _ ，故只要 gH=1/2V2成立，即可驗證自由落體運動中物體的機械能守恒。3在打出的各紙帶中挑選出一條點跡 _ ，且第 1、2 兩打點間距離接近 _的紙帶

2、。4測定第 N 個點的瞬時速度的方法是：測出與N 點相鄰的前、后兩段相等時間T 內(nèi)下落的距離 SN和 SN+I,，有公式 V= _ _ 算出。5在驗證機械能守恒定律時， 勿果以 V2/2 為縱軸，以 h 為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖 線應(yīng)是，才能驗證機械能守恒定律，其斜率等于 _ 的數(shù)值?！镜湫屠}】例題 1在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，所用電源的頻率為50 Hz,某同學選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量各計數(shù)點對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示.(圖中 0 點是打點計時器打出的第一個點，A、B、C D E 分別是每打兩個點取出的計數(shù)點)I 16.0381.5 II1.0280 549&Q生也；O

3、TI根據(jù)紙帶要求計算:(1)若重錘的質(zhì)量為m 則重錘從開始下落到打B點時， 減少的重力勢能是多少(2) 重錘下落到打 B 點時增加的動能為多大？(3) 從上述數(shù)據(jù)可得出什么結(jié)論？例題 2利用如圖所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗，按正確的實驗操作得到幾條紙帶.一位同學選取了一條頭兩點間的距離明顯小于2 mm 的紙帶進行標點(標出1、2、3各實際點跡)，測出各點與 0 點的高度差 hi、h2、h3那么能否用它正確計算比較點 n 位置處的動能與重力勢能的對應(yīng)關(guān)系(1/2mvn2=mgh ?為什么？若不能驗證，則應(yīng)如何改進？【針對訓練】1.某同學為驗證機械能守恒定律編排了如下實驗步驟：A. 用

4、天平稱出重物的質(zhì)量；B. 把紙帶固定到重物上，并把紙帶穿過打點計時器，提升到一定高度；C. 拆掉導線，整理儀器；D. 斷開電源，調(diào)整紙帶，重做兩次；E. 用秒表測出重物下落的時間；F. 用毫米刻度尺測出計數(shù)點與起點的距離，記錄數(shù)據(jù)，并計算出結(jié)果，得出結(jié)論;G. 把打點計時器接到低壓交流電源上；H. 接通電源，釋放紙帶；I. 把打點計時器接到低壓直流電源上；0、n= 2,3 , 4)，即能否驗證J. 把打點計時器固定到桌邊的鐵架臺上。上述實驗步驟中錯誤的是 _ ，可有可無的是 _，其余正確且必要的步驟按實驗操作順序排列是 _。（均只需填步驟的代號）2某同學在進行驗證機械能守恒的實驗時，獲得了數(shù)條

5、紙帶，則正確的是（）A. 挑選第一、二兩點間的距離接近2cm 的紙帶進行測量B. 在紙帶上選取點跡清楚的、方便測量的某點作計數(shù)點的始點C. 用刻度尺量出各計數(shù)點到第一點跡之間的距離，得出重錘下落相應(yīng)高度hi、h2.hn.h（ n 1）-h（n丄）D.用公式 u = 2t，計算出各計數(shù)點對應(yīng)的重錘的瞬時速度3.在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，用打點計時器打出紙帶如圖所示，其中A 點為打下的第一個點，0、1、2為連續(xù)的計數(shù)點?，F(xiàn)測得兩相鄰計數(shù)點之間的距離分別為 Si、S2、S3、S4、35、S6,已知相鄰計數(shù)點間的打點時間間隔均為T。根據(jù)紙帶測量出的距離及打點的時間間隔，可以求出此實驗過程中重

6、錘下落運動的加速度大小表達式為_ _。在 打第 5 號計數(shù)點時，紙帶運動的瞬時速度大小的表達式為 _。要驗證機械能守恒定律，為減小實驗誤差，應(yīng)選擇打下第_號和第 號計數(shù)點之間的過程為研究對象。4.某次驗證機械能守恒定律”的實驗中，用 6V、50Hz 的打點計時器打出的一條無 漏點的紙帶，如圖所示，O 點為重錘下落的起點，選取的計數(shù)點為A、B、C、D，各計數(shù)點到 O 點的長度已在圖上標出，單位為毫米，重力加速度取9. 8m/s2，若重錘質(zhì)量為1kg。1打點計時器打出 B 點時，重錘下落的速度 VB=_m/s,重錘的動能 EkB=_ J。2從開始下落算起，打點計時器打B 點時，重錘的重力勢能減小量

7、為 _ J。3根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘從靜止開始到打出B 點的過程中，得到的結(jié)論是 _?！灸芰τ柧殹?. 在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，除天平、鐵架臺、夾子、紙帶和重物外，還需要（）A.秒表B.刻度尺C.學生電源 D.打點計時器2. 在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，對于自由下落的重物，下列選擇條件中可取的是（）A. 選用重物時，重的比輕的好B. 選用重物時，體積小的比大的好C. 重物所受重力應(yīng)與它所受的空氣阻力和紙帶所受打點計時器的阻力平衡D. 重物所受重力應(yīng)遠大于它所受的空氣阻力和紙帶所受打點計時器的阻力3. 在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列敘述正確的是（）A

8、. 安裝打點計時器時，兩紙帶限位孔應(yīng)在同一豎直線上B. 實驗時，在松開紙帶讓重物下落的同時，應(yīng)立即接通電源C. 若紙帶上開頭打出的幾點模糊不清，也可設(shè)法用后面清晰的點進行驗證D. 測量重物下落高度必須從起始點算起4. 在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，由于打點計時器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶通過時受到較大阻力，這樣會導致實驗結(jié)果（）5.在驗證機械能守恒定律”的實驗中， 質(zhì)量 m = 1kg 的物體自由下落，得到如圖所示的紙帶，相鄰計 數(shù)點間的時間間隔為0.04s。那么從打點計時器打下起點 0 到打下 B 點的過程中，物體重力勢能的減少 量 Ep=_ J ,此過程中物體動能的增加量Ek=_

9、 J。由此可得到的結(jié)論是：” ,0（g=9.8 m/s2,保留三位有效數(shù)字）6.用打點計時器和重物在自由下落的情況下驗證機械能守恒定律的實驗中，電12A.mghmv12C.mgh mvB.D.mghv*mv2以上均有可能源頻率為 50 Hz，依次打出的點為 0、1、2、3、4，則7.紙帶上已按要求選出0、1、2、3、4、5、6 七個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離依次為 Xi、X2、X3、X4、X5、X6，則可以判斷和計算出()A.計數(shù)點 0 的對應(yīng)速度 V0一定為 0Xt+ x2B.根據(jù)Vi12可計算1號點的對應(yīng)速度，同理可算出V2、V3、V4、V52TC. 無法計算出 V0 和V的大小D. 可作

10、出 Vt 圖象求出斜率即加速度8.某同學做“驗證機械能守恒定律”的實 驗時，不慎將選好紙帶的前面一部分破壞了，剩下的一段紙帶上各相鄰點間的距離已測出標在圖上。已知打點計時器的工作頻率為50Hz，重力加速度 g 取 9.80m/s2，利用這段紙帶能否驗證機械能守恒定律？如何驗證?9.給你一架天平和一只秒表，你如何來估測用手豎直上拋小球時，手對小球做的功？要求寫出:(1) 需測定哪些量？如何測量？(2) 計算時所需關(guān)系式及最后所做功的表達式。2345672.11 2.492.893.263.65cm(1)_ 在圖兩條紙帶中應(yīng)選取的紙帶是， 因為_。(2)_ 如從起點 0 到第 3 點之間來驗證，必

11、須測量和計算出的物理量為 _，驗10為了測定一根輕彈簧壓縮最短時能儲存的彈性勢能的大小，可將彈簧固定在一帶 有光滑凹槽的軌道一端，并將軌道固定在水平桌面的邊緣上，如下圖所示，用鋼球?qū)?簧壓縮至最短，然后突然釋放，鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面，實驗時：(2)計算彈簧最短時彈性勢能的關(guān)系式是曰=【學后反思】參考答案典型例題1.19.11M18.89M 誤差允許范圍內(nèi)，機械能守恒。2.不能。打點計時器不豎直，紙帶夾的緊，阻力大。改進方法：讓打點計時器豎直，紙帶夾的松些，減小阻力。針對訓練1 EI A JGBHDCF2CD3 (S26+S+S-S3-S2-S1)/9T(S5+S)/2T1 54.1.1750.6903 0.6909誤差允許范圍內(nèi)，機械能寸恒。能力訓練1 BCD2