全日制高中物理必修②教学案
第五章机械能守恒定律
59实验：验证机械能守恒定律
学习目标
1学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。2进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。
学习重点1验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。
2验证机械能守恒定律实验的注意事项。
学习难点验证机械能守恒定律实验的注意事项。主要内容
一、实验原理物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m，借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v；进2而求得重力势能的减少量│△Ep│mgh和动能的增加量△EK12mv；比较│△Ep│和△EK，若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。测定第
点的瞬时速度v
：依据“物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度”，用公式v
（h
1h
1）2T计算T为打下相邻两点的时间间隔。二、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器，交流电源，纸带复写纸片，重物带纸带夹子，导线，刻度尺，铁架台带夹子。三、实验步骤1按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上电火花计时器要接到220V交流电源上，电磁打点计时器要接到4V～6V的交流低压电源上。2将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。3接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。4换几条纸带，重做上面的实验。5从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量。6在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置0或A，再任意选取几个点1、2、3或B、C、D等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。7用公式v
（h
1h
1）2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。28计算出各点对应的势能减少量mgh
和动能的增加量12mv
的值，进行比较，得出结论。四、实验记录
第课共课编撰：第1页年月日
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第五章机械能守恒定律
五、实验结论在只有重力做功的情况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。实验注意事项六、实验注意事项1计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要牢固、稳定。重物下落时它不振动；放正r