2018-2019學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 9 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課件 新人教版必修2.ppt

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1、9實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,1理解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路，明確實(shí)驗(yàn)中需要直接測(cè)量的物理量2知道實(shí)驗(yàn)中選取測(cè)量點(diǎn)的有關(guān)要求，會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶測(cè)定物體下落的距離，掌握測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度的方法3能正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，能正確分析產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因，并會(huì)采取相應(yīng)措施減小實(shí)驗(yàn)誤差,教學(xué)目標(biāo),【重點(diǎn)】掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理【難點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的誤差分析及如何減小實(shí)驗(yàn)誤差,重點(diǎn)難點(diǎn),本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，綜合前面所涉及的紙帶處理，瞬時(shí)速度的計(jì)算，阻力對(duì)結(jié)果的影響和誤差分析等內(nèi)容誤差主要來(lái)源于紙帶數(shù)據(jù)的處理及點(diǎn)與點(diǎn)測(cè)量的讀數(shù)上的誤差和各種阻力產(chǎn)生的誤差還有注意

2、必須先接通電源后放開(kāi)紙帶，以及起始點(diǎn)的選取通過(guò)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生自行分析誤差的產(chǎn)生原因和減小誤差的方法，培養(yǎng)學(xué)生自行探究問(wèn)題，處理數(shù)據(jù)的能力.,教學(xué)建議,【導(dǎo)入一】師：上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律，我們首先復(fù)習(xí)一下什么叫作機(jī)械能守恒定律生：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變這叫作機(jī)械能守恒定律師：上一節(jié)我們分別根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律，今天我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究一下理論推導(dǎo)結(jié)果和實(shí)際情況是否一致,新課導(dǎo)入,【導(dǎo)入二】回顧：動(dòng)能和重力勢(shì)能的概念提問(wèn)：什么是機(jī)械能？情景創(chuàng)設(shè)(視頻)：瀑布、跳高請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)提供的情景，描述它們的動(dòng)能、重力勢(shì)能

3、是如何變化和轉(zhuǎn)化的？生：水從高處下落：水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能跳高：運(yùn)動(dòng)員向上跳高的過(guò)程中，動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增加；減小的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為增加的重力勢(shì)能向下則反之,新課導(dǎo)入,通過(guò)以上事例的分析，通過(guò)上節(jié)的學(xué)習(xí)我們知道減小的重力勢(shì)能與增加的動(dòng)能應(yīng)該相等，是不是真正相等呢？學(xué)生猜想：現(xiàn)在就通過(guò)探究來(lái)驗(yàn)證我們的猜想是否正確提問(wèn)：要探究一個(gè)物理問(wèn)題可以從幾方面來(lái)探究？,新課導(dǎo)入,學(xué)習(xí)互動(dòng),【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?理解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路，明確實(shí)驗(yàn)中需要直接測(cè)量的物理量2知道實(shí)驗(yàn)中選取測(cè)量點(diǎn)的有關(guān)要求，會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶測(cè)定物體下落的距離，掌握測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度的方法3能正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論

4、，能正確分析產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因，并會(huì)采取相應(yīng)措施減小實(shí)驗(yàn)誤差.【實(shí)驗(yàn)原理】1當(dāng)只有重力做功時(shí)，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量_2做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，只受重力作用，其機(jī)械能是_的,保持不變,守恒,學(xué)習(xí)互動(dòng),【實(shí)驗(yàn)器材】鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、重物(帶夾子)、_、復(fù)寫(xiě)紙片、導(dǎo)線、刻度尺、_【實(shí)驗(yàn)步驟】1安裝置：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在_上，用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與低壓交流電源相連接2接電源，打紙帶：把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手提著紙帶使重物?？吭赺附近，先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落重復(fù)幾次，打下35條紙帶3選紙帶：選取點(diǎn)跡較

5、為清晰的且第一、二個(gè)點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶，從距起始點(diǎn)O較遠(yuǎn)的點(diǎn)開(kāi)始計(jì)數(shù)，并依次標(biāo)上1、2、3想一想質(zhì)量是否為本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的量？,紙帶,低壓交流電源,鐵架臺(tái),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,學(xué)習(xí)互動(dòng),學(xué)習(xí)互動(dòng),學(xué)習(xí)互動(dòng),【注意事項(xiàng)】1安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，必須使兩個(gè)限位孔的中線嚴(yán)格豎直，以減小摩擦阻力2應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物增大重力可使阻力的影響相對(duì)減?。辉龃竺芏瓤梢詼p小體積，可使空氣阻力減小3實(shí)驗(yàn)時(shí)必須保持提起的紙帶豎直，手不動(dòng)，待接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再松開(kāi)紙帶，以保證第一個(gè)點(diǎn)是一個(gè)清晰的點(diǎn)4測(cè)量高度h時(shí)，應(yīng)從起始點(diǎn)算起為減小h的相對(duì)誤差，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)些，紙帶也不宜過(guò)長(zhǎng)，有效長(zhǎng)度可在

6、6080cm.,學(xué)習(xí)互動(dòng),學(xué)習(xí)互動(dòng),【實(shí)驗(yàn)誤差】1偶然誤差測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)會(huì)帶來(lái)誤差，減小誤差的辦法是：(1)測(cè)距離時(shí)都從第一個(gè)打下的點(diǎn)(O點(diǎn))量起；(2)多測(cè)幾次取平均值2系統(tǒng)誤差實(shí)驗(yàn)中重物和紙帶下落過(guò)程中要克服阻力(主要是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力)做功，故動(dòng)能的增加量必然稍小于勢(shì)能的減少量想一想重物下落的過(guò)程中除受重力外，還受到哪些阻力？怎樣減小這些阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響？,自我檢測(cè),1(實(shí)驗(yàn)誤差)(多選)關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是()A選用重物時(shí)，質(zhì)量和密度都較大的好B選用重物時(shí)，質(zhì)量和體積都較大的好C選定重物后，要稱出它的質(zhì)量D選用的重物所受的重力應(yīng)遠(yuǎn)大于它受的空氣阻力和紙帶受到

7、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力,答案AD,解析在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能可以相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使重物的重力遠(yuǎn)大于它受的空氣阻力和紙帶受的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力，即選擇質(zhì)量大而體積小的物體，故選項(xiàng)A、D正確,自我檢測(cè),2(實(shí)驗(yàn)原理)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，得到了一條如圖791所示的紙帶，紙帶上的點(diǎn)記錄了物體在不同時(shí)刻的位置當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)4時(shí)，物體的動(dòng)能增加量的表達(dá)式為Ek_，物體的重力勢(shì)能減少量的表達(dá)式為Ep_，實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)比較_來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的(設(shè)物體的質(zhì)量為m，交流電周期為T(mén)),圖791,自我檢測(cè),自我檢測(cè),3(數(shù)據(jù)處理)(1)讓一個(gè)重物拉著一條紙帶自由下

8、落，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)，然后取紙帶的一段進(jìn)行研究若該同學(xué)打出的紙帶如圖792所示，已知重物的質(zhì)量m1kg，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取9.8m/s2，利用這段紙帶中的2、5兩點(diǎn)測(cè)定重力做功為_(kāi)J，重物動(dòng)能的增加量為_(kāi)J通過(guò)比較可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，重力做的功等于動(dòng)能的增加量(保留兩位小數(shù)),圖792,自我檢測(cè),(2)該同學(xué)計(jì)算了多組動(dòng)能的變化量Ek，畫(huà)出動(dòng)能的變化量Ek與下落的對(duì)應(yīng)高度h的關(guān)系圖像，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，得到的Ekh圖像應(yīng)是圖793中的_,圖793,自我檢測(cè),答案(1)1.061.03(2)C,自我檢測(cè),4(綜合應(yīng)用)在“利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證

9、機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：(1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟，不恰當(dāng)?shù)牟僮魇莀A按照?qǐng)D794所示的裝置安裝器件B將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出上C釋放懸掛紙帶的夾子后，再接通電源打出一條紙帶，重復(fù)幾次D選擇一條最理想的紙帶，對(duì)其進(jìn)行測(cè)量,圖794,自我檢測(cè),E根據(jù)測(cè)量的結(jié)果，驗(yàn)證gh與1/2v2是否相等(2)從打出的幾條紙帶中挑選最理想的紙帶的要求是_，若某小組打出一條紙帶，測(cè)得前兩個(gè)點(diǎn)間的距離為4.0mm，說(shuō)明該小組操作過(guò)程存在錯(cuò)誤，錯(cuò)誤原因可能是_(3)圖795是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，各點(diǎn)距O點(diǎn)的距離分別為d1、d2、d3、d4、d5，各相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔為T(mén)，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，則B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度的表達(dá)式為vB_若B點(diǎn)和D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度vB、vD為已知量，要驗(yàn)證重物從B到D的過(guò)程中機(jī)械能守恒，則需滿足_關(guān)系,圖795,自我檢測(cè),