8.5 实验：验证机械能守恒定律 教学设计 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

“一课一研精准教学”记录表 年 级 学 科 物理 分包领导 备课时间 备课地点 理综组 主备人 备课主题 8.5实验：验证机械能守恒定律 一、精准讲解： 1.实验目的 （1）通过实验研究物体运动过程中动能与重力势能的变化，从而验证机械能守恒定律。 （2）练习使用打点计时器或气垫导轨等器材验证机械能守恒定律。 2.实验思路 自由下落的物体只受重力作用，满足机械能守恒的条件。 3. 实验原理 以物体下落的起始点O为基准，测出物体下落高度h时的速度大小v，若成立，则可验证物体的机械能守恒。 4. 实验器材 铁架台（带铁夹）、打点计时器、重物（带夹子）、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源。 5. 实验步骤 （1） 安装置：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。 （2） 打纸带：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，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。更换纸带重复做3-5次实验。 （3） 选纸带：选取点迹较为清晰且前两点间的距离约为2mm的纸带，把纸带上打出的两点间的距离为2mm的第一个点作为起始点，记作O，在距离O点较远处再依次选出计数点1、2、3…… （4） 测距离：用毫米刻度尺测出O点到计数点1、2、3……的距离，即为对应下落的高度 6. 数据处理 （1） 计算各点对应的瞬时速度：记下第一个点的位置O，在纸带上从离O点适当距离开始选取几个计数点1、2、3……并测出各计数点到O点的距离再根据公式，计算出1、2、3、4、……、n点的瞬时速度。 （2） 机械能守恒验证 ①方法一 利用起始点和第n点。从起始点到第n个计数点，重力势能减小量为mghn ，动能增加量为，计算ghn和，如果在实验误差允许的范围内，则机械能守恒定律得到验证。 ②方法二 任取两点A、B。从A点到B点，重力势能减小量为，动能增加量为，计算和，如果在实验误差允许的范围内，则机械能守恒定律得到验证。 ③方法三 图像法。计算各计数点，以为纵轴，以各计数点到第一个点的距离h为横轴，根据实验数据绘出-h图像。若在误差许可的范围内图像是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律。 7. 误差分析 （1） 在进行长度测量时，测量及读数不准造成偶然误差。 （2） 系统误差的主要来源是重物下落要克服阻力做功，部分机械能转化成内能，下落高度越大，机械能损失越多，所以实验数据出现了各计数点对应的机械能依次略有减小的现象。 （3） 由于交流电的周期不稳定，造成打点时间间隔变化而产生系统误差。 8. 注意事项 （1） 尽可能控制实验，满足机械能守恒的条件，这就要求尽量减小各阻力的影响，采取的措施有： ①安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直，以减小摩擦阻力。 ②应选用质量和密度较大的重物，增大重物的重力使阻力的影响相对减小，增大重物的密度可以减小重物的体积，使其所受的空气阻力减小。 （2） 实验中，提纸带的手要保持不动，且保证纸带竖直。接通电源后，等打点计时器工作稳定后再松开纸带。 （3） 纸带的选取。 （4） 计算速度时不能用或，否则就犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误。 （5） 测量下落高度时，为减小实验误差，后面的点应距起点O较远，在测量各点到O点的距离时，应当用刻度尺从O点量起，一次性读出各点到O点的距离。 二、重点、难点： 1.注意瞬时速度的求解办法，不要用机械能验证机械能。 2.限位孔一定要竖直，保证竖直方向无摩擦。 3.选纸带时，前两个点间距离2mm。 3、 ( 5.实验步骤 6.数据处理 7.误差分析 8.注意事项 )板书： 1.实验目的 2.实验思路 3.实验原理 4.实验器材 4、 精准练习： 学习指导 P79-P82 参会教师签到 请假教师 弘毅笃行 致美致远 学科网（北京）股份有限公司 $