度变化的关系;实验：验证机械能守恒定律.doc

年 级 高一 学 科 物理 版 本 课程标题 编稿老师 张晓春 一校 二校 审核 一、学习目标： 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。 . 学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。 二、重点、难点： 重点：1. 掌握验证机械能守恒定律的实验原理。 2. 学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据。难点：1. 掌握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。 2. 实验数据的处理方法——图象法。 三、考点分析： 内容和要求 考点细目 出题方式 探究功与物体速度变化的关系 探究性实验的原理和思路 实验题 实验数据的处理 实验误差分析 验证机械能守恒定律 验证性实验的原理和思路 实验题 实验数据分析 实验误差分析 一、探究动能定理 1. 实验目的 （1）了解实验要探究的内容、实验方法与实验技巧探究实验数据的处理方法； （2）认真体会教材“探究的思路”所体现的科学探究的方法，以及“数据的处理”中提出的分析实验数据、找出功和速度变化关系的方法2. 探究思路 （1）改变功的大小采用教材实验装置，用1条、2 条、3 条 ……同样的橡皮筋将小车拉到同一位置释放，橡皮筋拉力对小车所做的功依次为、2、3（2）确定速度的大小：小车获得的速度v可由纸带和打点计时器测出，也可用其他方法测出。（3）寻找功与速度变化的关系：以橡皮筋拉力所做的功W为纵坐标，小车获得的速度v为横坐标，作出W—v曲线，即功—速度关系曲线，分析该曲线，出橡皮筋拉力对小车所做的功W与小车速度v的定量关系。 3. 操作中的注意事项： （1）平衡摩擦力： 将木板放有打点计时器的一端垫高，小车不连橡皮筋，尾部固定一纸带，轻推小车使小车沿木板向下运动，如果纸带上打出的点间距是均匀的，说明纸带的运动是匀速直线运动，小车重力沿斜面方向的分力刚好小车所受的摩擦力平衡。 （2）如何选择纸带上的点距来确定速度： 对纸带上的点进行分析，比较点间距，看若干个相邻两点间的距离是否基本相同，选择相邻距离基本相同的若干个点作为小车匀速运动阶段的点，用这些点计算小车的速度。 （3）用图象法处理实验数据： ①根据实验测得的数据，分别作出W—v曲线，W—v2曲线、W—v3曲线……，如果哪一幅图象更接近于过原点的倾斜直线，功与速度之间就是哪一种正比关系。 ②图象法是解决物理问题的常见方法，因为它具有简便直观的特点。 ③图象中的曲线形状是根据实验数据，在坐标系中描出各组数据所对应的点，然后用平滑的曲线将各点连起来 ④关于图象中的曲线，一般要弄清楚图线的斜率，图线的截距，图线与坐标轴围成的面积，所表示的物理意义。 二、验证机械能守恒定律 1. 实验原理： 物体在自由下落过程中，重力势能减少动能增加，总量保持不变。本实验就是测出重力势能减少，动能增加的数值，比较是否相等，验证机械能是否守恒。 设物体质量为m，在某一位置n的速度为，测出n点前后两T内距离和，算出，另一点p的速度就可以求出动能增加。 ，由np距离即重物下落高度，求出重力势能减少。 比较与是否相等守恒定律即得证。 （1）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。 图是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从点开始依次取点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，t=2×0.02 s（纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0.02s），可求出各段的平均速度。这些平均速度就等于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，则在这段时间里平均速度，就是点1处的瞬时速度v1。依次类推可求出点2，点3，……处的瞬时速度v2，v3，……。 （2）如何确定重物下落的高度？图中h1，h2，h3，……分别为纸带从点下落的高度。根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能，从而验证机械能守恒。，即，上式亦可写成。 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点至任意一点（如图中A点）来进行研究，这时应有：本实验要验证的表达式中h是物体从点下落至A点的高度，vA是物体在A点的瞬时速度。 2. 实验器材 电火花打点计时器（或电磁打点计时器）、交流电源、纸带（复写纸片）、重锤（带有纸带夹子）、导线、刻度尺、铁架台。 3. 实验步骤（1）按图所示安装好固定装置。固定好打点计时器，接上电源（开