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。
★教学重点
掌握验证机械能守恒定律的实验原理。
★教学难点
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
教师启发、引导，学生自主设计实验方案，亲自动手实验，并讨论、交流学习成果。
★教学工具
重物、电磁打点计时器以及纸带，复写纸片，低压电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺，小夹子。
★教学过程
（一）课前准备
教师活动：课前布置学生预习本节实验。下发预习提纲，重点复习下面的三个问题：
1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。
在图1中，质量为m的物体从O点自由下落，以地作零重力势能面，下落
过程中任意两点A和B的机械能分别为：
EA
12
mv
2A

mghA
，
EB
12
mvB2

mghB
如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有
EAEB，即
12
mv
2A

mghA
12
mvB2

mghB
上式亦可写成
12
mvB2

12
mv
2A

mghA
mghB
该式左边表示物体由A到B过程中动能的增加，右边表示
物体由A到B过程中重力势能的减少。等式说明，物体重
力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始
下落的O点至任意一点（如图1中A点）来进行研究，这
时应有：
12
mv
2A

mgh本实验要验证的表达式，式中
h
s3
是物体从O点下落至A点的高度，vA是物体在A点的瞬时
速度。
2、如何求出A点的瞬时速度vA？根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等s1于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A点的瞬时速度vA。图2是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从O点开始
1
4
h43
s22
10
h3
h2h1
图2
f依次取点1，2，3，……图中s1，s2，s3，……分别为0～2点，1～3点，2～4点……各段间的距离。
根据公式vs，t2×002s（纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是002s），可求出t
各段的平均速度。这些平均速度就等于是1，2，3，……各点相对应的瞬时速度v1，v2，v3，……例如：
量出
0～2
点间距离
s1，则在这段时间里的平均速度v1

s1t
，这就r