4.5 验证机械能守恒定律 学案2

4.5
验证机械能守恒定律
学案
【课堂探究】
一、实验目的
（1）验证动能定理
（2）验证机械能守恒
二、实验器材
铁架台（带铁夹）、打点计时器、重物、纸带、电源、直尺
三、实验步骤
1．把打点计时器安装在铁架台上(竖直架稳)，连接好电源；
2．把纸带一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的
，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近;(竖直地上下移动纸带，寻找一个
最小的位置)
3．先
，再
，让重锤自由下落；
4．重复几次，得到3-5条纸带。
四．实验注意事项
实验的主要误差来源于摩擦力。为了减小误差，我们应该采取什么措施。
1．为了减小纸带和限位孔的摩擦，我们应该
2．为了减小空气阻力的影响，我们应该
五、验证机械能守恒和动能定理
（一）实验原理
1.
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可以相互转化，但总的机械能守恒。设某时刻物体的瞬时速度为v，下落高度为h，则有：mgh=.故可利用打点计时器测出重物下落时某时刻的瞬时速度及下落的高度，即可验证机械能是否守恒。
2.
比较重力做功WG和动能变化量ΔEK即可验证动能定理。
（二）实验数据处理
纸带粘贴处
在打好点的纸带中挑选“点迹清楚且第一、二两点间距离约为2mm”的一条纸带，记下第一个点的位置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个连续的点1、2、3……，并用刻度尺依次测出各点到位置O的距离，这些距离就是物体运动到点1、2、3、……时下落的高度h1、h2、h3……，计算出各点对应的瞬时速度V1、V2、V3……，把得到的数据填入表格里。
m=
kg
g=9.8m/s2
Δt=
s
位置
下落的高度
各点的瞬时速度
重力势能变化量
重力做功WG
动能变化量
1
h1=
V1=
ΔEP1=
WG1=
ΔEK1=
2
h2=
V2=
ΔEP2=
WG2=
ΔEK2=
3
h3=
V3=
ΔEP3=
WG3=
ΔEK3=
注：匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度
。
（如图有）。
（三）实验结论
（1）在误差允许范围内，重力势能变化量ΔEP
（□等于、□不等于）动能变化量ΔEK。
即机械能（□守恒、□不守恒）。
（2）在误差允许范围内，重力做功WG（□等于、□不等于）动能变化量ΔEK。
即动能定理（□成立、□不成立）。
六、验证动能定理（2）
（一）实验原理
根据物体自由下落的过程中，重力对物体做功，物体动能增加，让重锤带着纸带下落，利用打点计时器记录它的运动情况。分析纸带上点迹的分布，计算出纸带上某两点的瞬时速度V1、V2、两点之间的距离Δh，比较重力做功WG=mgΔh和动能变化ΔEK=的关系。
（二）实验数据处理
纸带粘贴处
【课后练习】