验证机械能守恒定律课前预习学案
5.6实验6 验证机械能守恒定律(学案)
5.6 实验6: 验证机械能守恒定律课前自主预习学案预习目标1.掌握实验数据处理的方法及误差来源的分析.2.在新情景下能够设计实验来验证机械能守恒定律 预习内容一、实验目的验证机械能守恒定律。
二、实验原理在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的机械能守恒。
若物体从静止开始下落，下落高度为h 时的速度为v ，恒有mgh ＝12mv 2。
故只需借助打点计时器，通过纸带测出重物某时刻的下落高度h 和该时刻的瞬时速度v ，即可验证机械能守恒定律。
测定第n 点的瞬时速度的方法是：测出第n 点相邻的前、后两段相等时间间隔T 内下落的高度x n －1和x n ＋1(或用h n －1和h n ＋1)，然后由公式v n ＝x n ＋1＋x n －12T 或由v n ＝h n ＋1－h n －12T可得v n (如图所示)。
三、实验器材铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器与低压交流电源(或电火花打点计时器)、重物(带纸带夹子)、纸带数条、复写纸片、导线、毫米刻度尺。
四、实验步骤1．安装器材：如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器与低压电源相连，此时电源开关应为断开状态。
2．打纸带：把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重物停靠在打点计时器下方附近，先接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新的纸带重打几条(3～5条)纸带。
3．选纸带：分两种情况说明(1)若选第1点O 到下落到某一点的过程，即用mgh ＝12mv 2来验证，应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带，若1、2两点间的距离大于2 mm ，这是由于打点计时器打第1个点时重物的初速度不为零造成的(如先释放纸带后接通电源等错误操作会造成此种结果)。
这样第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选。
高中物理验证机械能守恒定律实验教案学案
§9 实验：验证机械能守恒导学案【学习目标】：1.知识与技能（1）理解实验的设计思路，明确实验中需要直接测量的物理量.（2）知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的瞬时速度的方法.(3)能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析中得出实验结论.(4)能定性的分析产生误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差.2.过程与方法（1）运用实验验证机械能守恒定律，体会科学探究的方法.（2）引导学生掌握实验的研究方法，培养科学的素养。
3.情感态度与价值观(1)通过实验培养对科学研究的兴趣.(2)通过实验培养学生实事求是的态度，为树立科学的世界观和人生观奠定基础。
【课前预习案】1.温故知新：（1）在只有_____或_____弹力做功的物体系统内，_____和_____可以相互转化，而_______________保持不变. 这叫做机械能守恒定律.（2）机械能守恒定律的表达式：_________________________: _______________________; _________________________ 2.自主预习：如图所示，一个物体的质量为ｍ，初速度为v1，在与运动方向相同的恒力F（不计摩擦阻力）的作用下发生一段位移l，速度增大到v2，则：①力F对物体所做的功多大?②物体的加速度多大?③物体的初速、末速、位移之间有什么关系?④结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子?解析：①力对物体做的功为：W ＝__________ ② 根据牛顿第二定律有______________③根据运动学公式有________________________④W=_____=___________________=____________________分析概括：合力F 所做的功等于_______这个物理量的变化；又据功能关系，F 所做的功等于物体______的变化，所以在物理学中就用______________这个量表示物体的动能。
《研究机械能守恒定律》学案
研究机械能守恒定律》学案【学习目标】．知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化。
2．理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件。
3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。
【重点难点】重点：1．掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容。
2．在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。
难点：从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。
一、【温故知新】．重力做功与路径有关吗？重力所做功与物体重力势能变化有什么关系？2．弹簧的弹力做的功与弹簧弹性势能有什么关系？3．动能定理的内容和表达式是什么？在能量转化的过程中，功扮演着怎样的角色？二、【理论探究】.创设情景，任意选两个位置A、B,让学生分析受力和运动情况，机械能及相互转化情况, 然后完成学案中的表格，请把过程写在表格中．（全班分成 2 个大组，每个小组完成一个情景）外力做功与动能改变的关系可总=重力、弹力做功与势能改变的关系wG=或w 弹=由上述两式得到关系式始、末状态机械能（以地面作为零势能参考面）A 处机械能表达式B 处机械能表达式EA=EB=A、B 两处机械能的关系结论情景 1. 滑雪运动员腾空飞跃建立模型：一个做平抛运动的物体，由A位置运动到B位置，可以得到怎样的能量关系情景 2. 如图, 以弹簧振子为例, 简要分析振子由 A 位置运动到 B 位置，系统的动能和弹性势能的相互转化，可以得到怎样的能量关系:l0cAB△x1△x2v2v12．根据学案表格，物体系统内总的机械能有无变化？物体受力及各力做功情况有何共同特点？3．学生总结概括(1)内容：(2)表达式：△ Ek= - △ EpEk1 + EP1= Ek2+ EP2( 3 )适用条件：只有重力做功或弹力做功的物体系统内.注意对条件的理解：．从系统做功的角度看，只有__________ 或____ 做功。
包括两种情况：2．从能量转化的角度看，只有系统内__________ 和________ 相互转化，无其它形式能量之间的转化三、【定律的应用】例 1 如图, 把一个小球用细绳悬挂起来，就成为摆长为L的一个摆.若最大偏角为e,小球运动到最低点时的速度是多大？小结:1. 机械能守恒定律解题的步骤2. 机械能守恒定律解题的优越性: 四、【课堂练习】. 下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是（）30mA.被吊车匀速吊起的物体机械能守恒B.做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒c .合外力对物体做功为零时机机械能守恒D.只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒2．如图把一块质量是0.5kg 的石头，从30m 高处的山崖上以30°角斜向上方抛出，初速度是 5.0m/s .不计空气阻力．请用机械能守恒定律计算石头落地时速度是多大？。
第五章 实验六 验证机械能守恒定律(课前预习)
规律方法总结
1.误差分析 (1)测量误差：减小测量误差的方法，一是测下落距离时都从0点量起，一次将 各打点对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值. (2)系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量 ΔEk＝12mvn2必定稍 小 于重力势能的减少量ΔEp＝mghn，改进办法是调整安装的 器材，尽可能地减小 阻力 .
第五章 机械能
实验六 验证机械能守恒定律
基本实验要求
1.实验目的 验证机械能守恒定律. 2.实验原理(如图1所示) 通过实验，求出做自由落体运动物体的_重__力__势__能__的__ 减少量 和对应过程动能的增加量，在实验误差允 许范围内，若二者相等，说明机械能守恒，从而验 证机械能守恒定律.
图1
3.验证方案 方案一：利用起始点和第n点计算 代入 mghn 和12mvn2，如果在实验误差允许的范围内，mghn 和21mvn2相等，则验 证了机械能守恒定律.
方案二：任取两点计算 (1)任取两点A、B，测出hAB，算出mghAB. (2)算出12mvB2－12mvA2的值. (3)在实验误差允许的范围内，若 mghAB＝21mvB2－12mvA2，则验证了机械能守恒 定律.
方案三：图象法
从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度 h，并计算各点速 度的平方 v2，然后以12v2 为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据作出12v2－h 图象. 若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为 g 的直线若选第1点O到下落到某一点的过程，即用
mgh＝12mv2
来验证，应选点迹清
晰，且第1、2两点间距离接近 2 mm 的纸带(电源频率为50 Hz).
②用21mvB2－12mvA2＝mgΔh 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时选择 适当的点为基准点即可.
第七章第八节实验：验证机械能守恒定律预习导学案
高一年级2011-2012第二学期物理学科必修2预习导学案（第38课时）编制：张仲强审核：梁婷婷第七章第八节实验：验证机械能守恒定律预习导学案
班级 姓名 学号 .
【基础知识自测】
1．在“验证机械能守恒定律”的实验中有如下可供选择的器材：铁架台、电磁打点计时器、复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关．其中不必要的器材是
，缺少的器材是 2．在“验证机械能守恒”的实验中
（1）从下列器材中选出实验所必需的，其序号为
A ．打点计时器（包括纸带）；
B ．重锤；
C ．天平；
D ．毫米刻度尺；
E ．秒表；
F ．运动小车
（2）打点计时器的安装放置要求为 ； 开始打点计时的时候，应先 ，然后
（3）要验证22
1v gh 时对所选用的纸带要求是 （4）实验中产生系统误差的原因主要是 ； 使重锤获得的动能往往 ．为减小误差，悬挂在纸带下的重锤应选择
（5）如果以22v 为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据绘出的2
2
v —h 图线是 该线的斜率等于
【能力提升助学】
例1．在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，查得当地重力加速度g =9.80 m/s 2，测出所用重物的质量m =1.00 kg ，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O ，另选连续的4个点A 、B 、C 、D 作为测量点，经测量知道A 、
B 、
C 、
D 各点到O 点的距离分别为62.99 cm 、70.18 cm 、77.76 cm 、85.73 cm ，根据以上数据，可知重物由O 点运动到C 点，重力势能的减少量为______J ，动能的增加量为_______J （取3位有效数字）。
机械能守恒定律课前预习教案为学生提供预习机械能守恒定律的学习材料
机械能守恒定律课前预习教案为学生提供预习机械能守恒定律的学习材料一、目标通过本次课前预习，学生将了解机械能守恒定律在物理学中的重要性，掌握能量守恒定律的基本概念和运用方案。
二、预习内容1.机械能守恒定律机械能守恒定律指的是，在一个力学系统中，在没有摩擦和其他非弹性损失的影响下，系统的机械能总量始终保持不变。
机械能包括动能和势能。
动能是物体由于其运动而拥有的能量，而势能则是由于物体的位置而存储的能量。
2.能量守恒定律能量守恒定律是指，在一个物理系统中，能量总量在任何过程中都保持不变，即能量不能被创造或销毁，只能进行转移和转换。
这个原则在许多自然现象中都有着重要的应用，例如机械能、电能、热能等。
3.应用实例机械能守恒定律和能量守恒定律在现实世界中都有着广泛的应用。
例如，当一个物体从高处自由落体时，其势能被转化为动能，从而使其速度增加，但它的总能量始终保持不变。
在机械工程中，这些原则也被广泛地应用于各种机械设计中，以确保机械的能量利用率最大化。
三、预习方法1.学习相关知识在进行机械能守恒定律的预习学习时，需要逐步了解各个概念之间的关系，包括机械能、动能、势能等的定义及其相互转化的规律，同时还需要深入了解应用实例的相关细节。
2.阅读相关文献可以通过阅读关于机械能守恒定律和能量守恒定律的相关文献和资料，进一步加深对这些概念的理解。
3.练习相关问题通过练习相关的问题和例题，可以巩固自己的知识储备，提高应用能力和解题能力。
在这个过程中，需要注意理解问题的意思，正确运用各个概念和公式，并确保计算的准确性。
四、延伸拓展1.延伸学习：了解其他能量转化和守恒的原则，例如动量守恒定律、质量守恒定律和角动量守恒定律等。
2.实验操作：可以通过实验的方法，直观地观察机械能和能量守恒的规律，从而更好地理解这些概念。
例如可以进行小球自由落体实验，测量小球的势能和动能的变化等。
3.实用应用：了解机械能守恒定律和能量守恒定律在各个领域中的应用，例如在建筑物、机械制造和能源行业等方面，都有着重要的应用价值。
《科学验证：机械能守恒定律》 导学案
《科学验证：机械能守恒定律》导学案一、学习目标1、理解机械能守恒定律的内容和条件。
2、学会通过实验验证机械能守恒定律。
3、掌握运用机械能守恒定律解决实际问题的方法。
二、学习重难点1、重点（1）理解机械能守恒定律的含义。
（2）掌握验证机械能守恒定律的实验原理和方法。
2、难点（1）实验数据的处理和误差分析。
（2）对机械能守恒定律的条件的理解和应用。
三、知识回顾1、动能：物体由于运动而具有的能量，表达式为＄E_{k} ＝＼frac{1}｛2}mv^2$，其中＄m$ 是物体的质量，＄v$ 是物体的速度。
2、重力势能：物体由于被举高而具有的能量，表达式为＄E_{p}＝ mgh$，其中＄m$ 是物体的质量，＄g$ 是重力加速度，＄h$ 是物体的高度。
3、弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量，其大小与弹性形变的程度有关。
四、新课导入在生活中，我们常常会观察到一些物体的运动现象，比如自由落体运动、物体在光滑斜面上的滑动等。
在这些运动过程中，物体的动能和势能是如何变化的呢？它们之间是否存在着某种定量的关系？这就是我们今天要学习的机械能守恒定律。
五、机械能守恒定律的内容在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
六、机械能守恒定律的条件1、只有重力做功：物体只在重力作用下运动，比如自由落体运动、平抛运动等。
2、只有弹力做功：物体在弹簧弹力的作用下运动，比如水平放置的弹簧振子的运动。
3、只有重力和弹力做功：物体在重力和弹力的共同作用下运动，比如物体在光滑斜面上的运动。
七、实验验证机械能守恒定律（一）实验目的验证自由落体运动中机械能守恒。
（二）实验原理在自由落体运动中，物体的重力势能转化为动能。
若忽略空气阻力，物体下落过程中机械能守恒，即重力势能的减少量等于动能的增加量。
设物体的质量为＄m$，下落高度为＄h$，瞬时速度为＄v$。
重力势能的减少量为＄＼Delta E_{p} ＝ mgh$，动能的增加量为＄＼DeltaE_{k} ＝＼frac{1}｛2}mv^2$。
机械能守恒定律实践教案通过实验验证机械能守恒定律
机械能守恒定律实践教案通过实验验证机械能守恒定律通过实验验证机械能守恒定律一、教学目标：1、掌握机械能守恒定律的基本概念和公式。
2、了解机械能守恒定律的实际应用。
3、能够通过实验验证机械能守恒定律的有效性。
二、内容：1、机械能守恒定律的教学：机械能守恒定律是指在一个孤立的力学系统中，机械能（动能和势能之和）始终保持不变的定律。
其公式表达为 E初 = E末（其中E 表示机械能）。
2、机械能守恒定律的实际应用：机械能守恒定律在物理学和工程学等领域的应用非常广泛，例如：（1）在机械方面，机械能守恒定律可用于分析和设计各种机械系统，例如弹簧、摆杆、滑轮等。
（2）在建筑工程方面，机械能守恒定律也可用于分析和设计机械式旋转门、升降梯等设备。
（3）在能源方面，机械能守恒定律也是研究和开发各种能源的基础，例如水力发电、风力发电等。
3、通过实验验证机械能守恒定律的有效性：为了更好地理解机械能守恒定律，我们可以通过实验来验证其有效性。
实验一：将球从一定高度自由落下，在下落过程中记录其高度和速度，并计算其动能和势能。
将球在底部接住并反弹，求出其最高弹起的高度。
利用机械能守恒定律，可以计算出球在反弹过程中的动能和势能。
将其与原先自由落下时的动能和势能比较，看是否满足机械能守恒定律。
实验二：将弹簧拉伸一定长度后，将质点沿水平方向推向弹簧。
当质点接触到弹簧时，弹簧产生弹性形变，将质点推回一定距离。
记录质点的质量、初速度、弹簧产生的弹力和质点弹回的距离等数据。
通过计算质点在弹簧的形变过程中的势能和动能，验证机械能守恒定律。
三、教学方法：1、讲授教学、讨论式教学。
2、引导学生独立思考，列举常见的机械能守恒定律应用例子。
3、进行实验，让学生亲自体验机械能守恒定律的实际应用和有效性。
四、学习体会：通过实验验证机械能守恒定律的有效性，让我们更深刻地理解了机械能守恒定律的含义和实际应用，提高了我们对物理学的认识和兴趣，也增强了我们的实验操作技能。
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实验：验证机械能守恒定律
制作人：陈志红审核：高一物理使用时间：2012.5.20 编号：14709
知识与技能
1．理解实验设计思路，明确实验中需要直接测量的物理量；
2．知道实验中选取测量点的要求，会根据实验中打出的纸带测定物体下
落的距离，掌握测量物体运动瞬时速度的方法；
3．能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析中得出结论；
4．能定性的分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差．
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．
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、难点
教学重点
1．掌握验证机械能守恒定律的实验原理．
2．实验原理及方法的选择与应用．
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．
1．一个物体的机械能如果守恒，需要满足的条件是什么？
2．一个做自由落体运动的铁球，从开始运动经过0.02秒，通过的位移是多少？(g=9.8m/s2)
3．在下面的四个小球中，直径都是10mm的小球，站在地面上分别由静止释放，，最接近自由落体运动的是（）
A．塑料球B．实心铁球C．空心铁球D．玻璃球
4．在探究小车速度随时间变化的规律中，得到匀加速直线运动的一条纸带如下图，已知打点计时器的打点间隔为T，点0、1、2、3、4为打印点，其距离如图所示，则打点计时器打1点时小车的速度是_______________；打2点时小车的速度是________________；打3点时的小车速度是_________________．
5.同学做“验证机械能守恒定律”实验时不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了。
测出剩下的一段纸带上的各个点间的距离如图所示。
已知打点计时器的工作频率是50 Hz，重力加速度g=9.8 m/s2。
⑴利用这段纸带说明重锤通过2、5两点时机械能守恒。
⑵分析说明为什么得到的结果是重力势能减少量∆E p稍大于重锤动能的增加量∆E k。
6.【2010年高考海南物理卷16】利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图甲所示
(1)①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平；
②测出挡光条的宽度l=9.30mm；
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x=_______cm；
④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；
⑤从数字计数器(图甲中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和电门2所用的时间∆t1和∆t2；
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。
(2)用表示直接测量的量的字母写出下列所示物理量的表达式：①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=_____和v2=_____。
②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为E k1=_______和E k2=______。
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少∆E p=___(重力加速度为g)。
(3)如果∆E p=______，则可认为验证了机械能守恒定律。