实验:验证机械能守恒定律
新课教学
教师活动:在学生开始做实验之前,老师应强调如下几个问题:
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?为了减小测量 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?
学生活动:思考老师的问题,讨论、交流。选出代表发表见解。
1、因为打点计时器每隔0.02 s打点一次,在最初的0.02 s内物体下落距离应为0.002 m,所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2 mm 的纸带进行测量;二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点,每相邻两点时间间隔 t =0.02 s.
2、因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值,所以不必测量物体的质量 m,而只需验证就行了。
3、打点计时器要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直平面内,以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用。
4、必须先接通电源,让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。
5、为了减小测量 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。
教师活动:听取学生汇报,点评,帮助学生解决困难。
学生活动:学生进行分组实验。
★课余作业
1、完成实验报告。
2、完成如下思考题:
(1)为进行“验证机械能守恒定律”
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的实验,有下列器材可供选用:铁架台,打点计时器,复写纸,纸带,秒表,低压直流电源,导线,电键,天平。其中不必要的器材有:
;缺少的器材是 。
(2)在验证机械能守恒定律时,如果以v2/2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的图线应是 ,才能验证机械能守恒定律,其斜率等于 的数值。
(3)在做“验证机械能守恒定律”的实验时,用打点计时器打出纸带如图3所示,其中A点为打下的第一个点,0、1、2……为连续的计数点。现测得两相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6,已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T。根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔,可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为____ _____。在打第5号计数点时,纸带运动的瞬时速度大小的表达式为___ _____。要验证机械能守恒定律,为减小实验误差,应选择打下第_________号和第__________号计数点之间的过程为研究对象。
(4)某次“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。
②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。
③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 。
[参考答案:(1)不必要的器材有:秒表、低压直流电源、天平。缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺。(2)通过原点的直线、g. (3)(s6+ s5+ s4- s3- s2 –s1)/9T 2,
(s5+ s6)/2T,1、5. (4)①1.175,0.69,0.69 ②0.69, ③机械能守恒。]
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★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本;亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了
板书设计:
实验:验证机械能守恒定律
一、实验方法 验证用自由落体运动中机械能守恒
二、要注意的问题 实验的误差来源
三、速度的测量 做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度,等于相邻两点间的平均速度
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