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溧水三高中高三物理教学案 溧水三高中高三物理教学案 第 第 PAGE 5 页 共 6 页 实验：验证机械能守恒定律 新课标要求 （一）知识与技能 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。 （二）过程与方法 通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。 （三）情感、态度与价值观 通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。 学习重点 掌握验证机械能守恒定律的实验原理。学习难点 验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。教学方法 探究、讲授、讨论、练习学习过程 【知识扫描】 一、 实验目的：验证机械能守恒定律二、实验原理： 实验原理： 测定某点瞬时速度的方法是： 数点的瞬时速度为v  x ? x ?n ?  n?1 ?  h n?1  h ?n?1 。 ? ，即第 n 个计 n 2T 2T ？思考 1：本实验是否需要用天平测重锤的质量m？答： 。 ？思考 2：重锤带动纸带下落过程是否是理想的自由落体？对所挂重锤有什么要求？ 答： 。 ？思考 3：本实验怎样选择最合适的纸带，并利用其进行分析？ 答： 。 三、实验器材：铁架台、夹子、打点计时器、学生电源、纸带及复写纸片、毫米刻度尺、重物 （可用钩码代替）、导线 四、实验步骤(注意要点)和数据处理： 安装： ； 接电源，打纸带： ； 选纸带： ； h h h数据处理：测出0 到点 1 、点2 、点3 …的距离，即为对应的下落高度 、 、 h h h 1 2 3 利用公式v ? xn ? xn?1 ? hn?1 ? hn?1 ，算出点 1、点 2、 点 3…的瞬时速度 v 、v 、 v …… n 验证： 2T 2T l 2 3 法一： 。 法二：（1）任取两点 A、 B ，测出 h ，算出 AB ； （2）算出1 ghv 2 gh v 2 1 v 2 的值； 2 B 2 A gh（3）看在实验误差允许的条件下， gh AB 守恒定律是正确的。 和 1 v 2 ? 2 B v 2 A 是否相等，若相等．则机械能 法三：（图像法） 。 五、注意事项：（列一列有哪些？） 1、该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是第一点 O 为计时起点，O 点的速度应为零。怎样判别呢？ 2、是否需要测量重物的质量？ 3、在架设打点计时器时应注意什么？为什么？ 4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？为什么？ 5、测量下落高度时，某同学认为都必须从起始点算起，不能弄错。他的看法正确吗？为了减测量 h 值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？ 六、误差分析： 产生系统误差的主要原因是： ； 产生偶然误差的主要原因是： 。 【典型例题】 考点一：实验原理、器材和步骤 例 1、用落体法验证机械能守恒定律的实验中： 从下列器材中选出实验所必需的，其编号为 。 A．打点计时器（包括纸带）B．重锤 C．天平 D．毫米刻度尺 E．秒表 F．运动小车 ）打点计时器的安装放置要求为 ；开始打点计时的时候，应先 ，然后 。 选用的纸带要求是 。 实验中产生误差的原因主要是 ，使重锤获得的动能往往 。为减小误差，悬挂在纸带下的重锤应选择 。 如果以 v2/2 为纵轴、以 h 为横轴，根据实验数据绘出的v2/2 —h 图线是 ， 该线的斜率等于 。 针对训练 1：某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤： 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，更换纸带．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； 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）。 考点二：实验数据的处理 例 2、在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的电源的频率为 50 Hlz ，查得当地的重力加速度