【正文】 夾)、電磁打點計時器、重錘(帶紙帶夾子)、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、毫米刻度尺、低壓交流電源．四、實驗步驟1．如圖甲所示，把打點計時器固定在鐵架臺上，用導(dǎo)線把打點計時器與學(xué)生電源連接好． 關(guān)系式2．把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手豎直提起紙帶使重物?？吭诖螯c計時器附近．3．接通電源，釋放紙帶，讓重物自由下落． 4．重復(fù)步驟3，得到3～5條打好點的紙帶． 5．在打好點的紙帶中挑選一條點跡清晰的紙帶，在起始點標(biāo)上0，以后各點依次標(biāo)上?，如圖乙所示，用刻度尺測出對應(yīng)的下落高度hhh?.五、數(shù)據(jù)處理 1．利用公式 2．要驗證的是計算出點點點3??的瞬時速度vvv?.只需驗證．驗證：通過計算，在誤差允許的范圍之內(nèi)六、誤差分析1．本實驗的誤差主要是由于紙帶測量產(chǎn)生的偶然誤差和重物和紙帶運動中空氣阻力和打點計時器摩擦阻力引起的系統(tǒng)誤差，使動能的增加量稍小于勢能的減少量．2．測量時采取多次測量求平均值來減小偶然誤差，安裝打點計時器使兩限位孔中線豎直，并且選擇質(zhì)量適當(dāng)大些，體積盡量小些的重物來減小系統(tǒng)誤差． 3．打點計時器周期變化帶來誤差．七、注意事項 是否相等或八、實驗探究探究實驗一、實驗原理與操作例：在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，有同學(xué)按以下步驟進(jìn)行實驗操作： a．用天平稱出重錘和夾子的質(zhì)量．b．固定好打點計時器，將連著重錘的紙帶穿過限位孔，用手提住，且讓手盡量靠近打點計時器．c．松開紙帶，接通電源，開始打點．并如此重復(fù)多次，以得到幾條打點紙帶．d．取下紙帶，挑選點跡清晰的紙帶，記下起始點o，在距離o點較近處選擇連續(xù)幾個計數(shù)點(或計時點)，并計算出各點的速度值．e．測出各點到o點的距離，即得到重錘下落的高度． f．計算出看兩者是否相等．在以上步驟中，不必要的步驟是________；有錯誤或不妥的步驟是________(填寫代表字母)；更正情況是①________，②________，③________，④________.【答案】 因本實驗是通過比較重力勢能的減少量δep是否等于動能的增加量δek來驗證機(jī)械能守恒的，不需要知道動能的具體數(shù)值，因而不需要測出重物(含重錘和夾子)的質(zhì)量，故步驟a是多余的．有錯誤或不妥的步驟是b、c、d、： b中“讓手盡量靠近”應(yīng)改為“讓重錘盡量靠近打點計時器”，c中應(yīng)先接通電源，“距離o點較近處”改為“距離o點較遠(yuǎn)處”，f中應(yīng)改為增加量1因本實驗中是通過比較重錘的重力勢能減少量mghn和動能的大小來達(dá)到驗證的目的，對于同一個研究對象(重錘)來說，質(zhì)量是一定的，就能達(dá)到目的． 故只需比較ghn和探究實驗二、實驗數(shù)據(jù)的處理及誤差分析例：某同學(xué)用圖甲所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律．已知打點計時器所用電源的頻率為50 hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間＝ m/，紙帶上的第一個點記為o，另選連續(xù)的三個點a、b、c進(jìn)行測量，圖中給出了這三個點到o點的距離ha、hb和hc的值．回答下列問題(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)： 篇二：《實驗：驗證機(jī)械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計_張長泉《實驗：驗證機(jī)械能守恒定律》——教學(xué)設(shè)計姓 名： 張長泉 教研組： 物理組 教 材： 物理必修２（滬科版）時 間：2012年5月16日 地 點： 銅川礦務(wù)局第一中學(xué)《實驗：驗證機(jī)械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計高中物理新課程將科學(xué)探究列為課程目標(biāo)和課程內(nèi)容，并作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)物理的一種有效學(xué)習(xí)方式。為此一般以范例教學(xué)，加強(qiáng)互動來展開教學(xué)。教學(xué)安排：課前20分鐘以討論形式展開布置給同學(xué)們自學(xué)的內(nèi)容。過程與方法。討論結(jié)果：在自由落體運動中，A、B的機(jī)械能相同 師：在剛才單擺試驗中，單擺受幾個力？若不計空氣阻力生：重力、拉力師：這兩個力都做功嗎？生：在從A點到最低點時，重力做功，而拉力不做功 師：那單擺從A到C，它們同高度，說明什么？ 生：同高度說明A、C兩點重力勢能相同師：那在A點和C點單擺是否有速度？有動能？生：無師：那你得到何結(jié)論？生：在單擺試驗中，A、C兩點機(jī)械能相同 實驗4：用泡沫替代鋼球重做單擺實驗 生：不能回到同高度，且迅速停下 師：為什么？ 生：因有空氣阻力師：此時空氣阻力還能忽略嗎？ 生：不能師：正是由于在現(xiàn)實生活中阻力不能忽略，因而鐘擺會停下來，但在物理題目中往往忽略不計阻力。利用演示實驗給學(xué)生一個感性的印象，通過動手探究及實驗觀察，讓學(xué)生共同討論，得出何時使用機(jī)械能守恒定律，并引導(dǎo)學(xué)生將知識運用于變力和曲線運動的具體問題中，注意擴(kuò)展知識，把知識講活，從而達(dá)到預(yù)定的三維教學(xué)目標(biāo)。通過實物投影的方式，使學(xué)生不僅認(rèn)識到自己犯的錯誤，而且加深了印象，這樣使學(xué)生能夠積極地參與問題的分析、討論、交流和體驗，從被動接受知識的習(xí)慣中解脫出來，在自主的氛圍中理解掌握知識，發(fā)展提升能力。2．在具體的問題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 重點之二：如何運用功能原理和機(jī)械能守恒解決問題。在講授中注意啟發(fā)，（見電子教案）三 對難點的處理對難點之一的處理：先以子彈穿墻為例說明一對力作功不為零的情形。這節(jié)課的教學(xué)設(shè)計過程如下：【設(shè)計思想】“只有重力做功時，物體的動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能如何變化？”是高一學(xué)生經(jīng)常遇到的一個問題。一、實驗介紹1．實驗?zāi)康模候炞C機(jī)械能守恒定律。思考3：對于實際獲得的紙帶，如何判定紙帶上的第一個點就是紙帶剛開始下落時打下的呢？答案：x =1/2gt =1/2 ≈2103m=2 mm，所以，紙帶上的頭兩個點間的距離應(yīng)接近2mm?！窘虒W(xué)重點】掌握驗證機(jī)械能守恒定律的實驗原理。他的看法正確嗎？為了減小測量 h值的相對誤差，選取的各個計數(shù)點要離起始點適當(dāng)遠(yuǎn)些好，還是近些好？學(xué)生活動：思考老師的問題，討論、交流。6在做“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗時，用打點計時器打出紙帶如圖3所示，其中a點為打下的第一個點，0、2??為連續(xù)的計數(shù)點。梯練固學(xué)為進(jìn)行驗證機(jī)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(dǎo)線，電鍵，天平。從o點開始依次取點1，2，3，??圖中s1，s2，s3，??分別為0～ 2點，1～3點，2～4點?? 各段間的距離。掌握驗證機(jī)械能守恒定律的實驗原理。3．重復(fù)步驟2兩次，打出3條紙帶。【教學(xué)手段】 多媒體教學(xué)。教學(xué)重點實驗原理及方法的選擇及掌握教學(xué)難點實驗誤差分析的方法。此中矢量仍是一個重點并難點。掌握質(zhì)點的動能定理及功能原理，機(jī)械能守恒，并能掌握運用守恒定律解決問題的思路和方法。3．在具體問題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式。學(xué)生分組討論（5分鐘后）教師將學(xué)生每組代表的推導(dǎo)過程放在實物投影上進(jìn)行投影討論設(shè)計意圖在于:⑴提高學(xué)生分析問題的探索能力⑵通過討論可增強(qiáng)學(xué)生之間的合作意識，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力，同時也可提高學(xué)生學(xué)習(xí)知識的主動性。教學(xué)方法：講授 實驗 討論 探究 學(xué)習(xí)方法： 自主 探究 教學(xué)儀器：動勢能轉(zhuǎn)化演示儀、小鋼珠、鐵架臺、線、紙板、泡沫球 教學(xué)過程：一、新課引入 創(chuàng)設(shè)情境，提出問題實驗1：演示動、勢能轉(zhuǎn)化師：觀察小