《實驗：驗證機械能守恒定律》機械能守恒定律PPT優(yōu)質課件
第一部分內(nèi)容：核心素養(yǎng)目標
科學探究
能制訂驗證機械能守恒定律的實驗方案，確定需要測量的物理量，學會正確使用實驗器材獲取數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分析后得出結論，與同學討論并分析誤差及產(chǎn)生的原因，并能用物理語言準確描述實驗結論。
科學態(tài)度與責任
通過實驗驗證，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學觀。
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驗證機械能守恒定律PPT，第二部分內(nèi)容：課前學習
知識點一 實驗思路
1.自由下落的物體只受到_______作用，滿足機械能守恒的條件。
2.物體沿光滑斜面下滑時，雖然受到重力和斜面的___________，但__________與物體位移方向垂直(如圖)，對物體不做功，這種情況也滿足機械能守恒的條件。
3.用細線懸掛的小球擺動時，細線的拉力與小球的運動方向_______，對物體不做功。如果忽略空氣阻力，這個過程中只有重力做功，也滿足機械能守恒的條件。
在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與重力勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變。
ΔEp減＝ΔEk增
知識點二 物理量的測量
1.安裝置：按圖所示將檢查、調整好的打點計時器豎直固定在鐵架臺上，接好電路。
2.打紙帶：(1)將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點計時器的地方。
(2)先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落。
(3)關閉電源，取下紙帶。更換紙帶重復做3～5次實驗。
3.選紙帶
(1)點跡清晰。實驗時必須保持提起的紙帶豎直，手不動，待接通電源，讓打點計時器工作穩(wěn)定后再松開紙帶，以保證第1個點是一個清晰的點。
(2)所打的點呈一直線。
4.測長度：用毫米刻度尺測出所選定的各計時點到基準點的距離。
鐵架臺(帶鐵夾)、打點計時器、重物(帶夾子)、紙帶(數(shù)條)、復寫紙、導線、毫米刻度尺、低壓交流電源。
(1)減小各種阻力的措施
①安裝時使打點計時器的限位孔與紙帶處于同一豎直平面內(nèi)。
②應選用質量和密度較大的重物。
(2)因重物下落過程中要克服阻力做功，實驗中動能增加量必定稍小于重力勢能減少量，否則實驗數(shù)據(jù)不準確。
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驗證機械能守恒定律PPT，第三部分內(nèi)容：核心探究
核心要點一 實驗原理與操作
[例1] 如圖為驗證“機械能守恒定律”的實驗裝置示意圖�，F(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平�；卮鹣铝袉栴}：
(1)為完成此實驗，除了所給的器材外，還需要的器材有________。(填入正確選項前的字母)
A.毫米刻度尺
B.秒表
C.0～12 V的直流電源
D.4～6 V的交流電源
(2)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A.按照圖示的裝置安裝器材
B.將打點計時器接到電源的“直流輸出”上
C.先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶，再更換紙帶重復多次
D.測量紙帶上某些點間的距離
E.根據(jù)測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能
[針對訓練1] (1)在利用重錘做自由落體運動驗證機械能守恒定律的實驗中，有關重錘的質量，下列說法正確的是( )
A.應選用質量較大的重錘，使重錘和紙帶所受的重力遠大于它們所受的阻力
B.應選用質量較小的重錘，使重錘的慣性小一些，下落時更接近于自由落體運動
C.不需要稱量重錘的質量
D.必須稱量重錘的質量
(2)在該實驗中，選定了一條較為理想的紙帶，如圖所示，“0”為起始點，以后紙帶上所打的各點依次記為1、2、3…，測得的x1、x2、x3…是重錘從開始運動到各時刻的位移。已知打點計時器的打點周期為T，重錘質量為m，重力加速度為g，則當打點計時器打點“4”時，重錘動能的表達式為________；從“0”點到“4”點的過程中重錘重力勢能的減少量表達式為______________。
核心要點二 實驗數(shù)據(jù)的處理
[例2] 在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、重錘(帶夾子)、天平、毫米刻度尺、50 Hz交流電源�；卮鹣铝袉栴}：
(1)用打點計時器打出一條紙帶，前后要連續(xù)進行一系列的操作，下列各步驟的先后順序合理的是________。
A.釋放紙帶 B.接通電源
C.取下紙帶 D.切斷電源
(2)如圖所示，釋放紙帶前的瞬間，重錘和手的位置合理的是________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
(3)某同學用正確的方法獲得了一條紙帶，并以起點為計數(shù)點O，后隔一段距離，取連續(xù)點為計數(shù)點A、B、C、D、E、F，如圖所示。已知重錘的質量為0.5 kg，則電磁打點計時器打下E點時，重錘減少的重力勢能ΔEp＝________ J，重錘增加的動能ΔEk＝________ J(取重力加速度g＝9.8 m/s2，計算結果保留2位有效數(shù)字)，重錘增加的動能ΔEk與減少的重力勢能ΔEp的大小關系為ΔEk________ΔEp(選填“大于”“小于”或“等于”)。
[針對訓練2] 利用如圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律：質量m＝0.20 kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點。如圖乙所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點(其他點未畫出)。已知打點計時器每隔0.02 s打一次點，當?shù)氐闹亓铀俣萭＝10 m/s2。(計算結果均取3位有效數(shù)字)
(1)下列實驗操作步驟中錯誤的是( )
A.把打點計時器固定在鐵架臺上，用導線連接到低壓交流電源上
B.將連有重物的紙帶穿過限位孔，將紙帶和重物提升到一定高度
C.先釋放紙帶，再接通電源
D.更換紙帶，重復實驗，根據(jù)記錄處理數(shù)據(jù)
(2)根據(jù)圖乙所得的數(shù)據(jù)，應取圖中O點和________點來驗證機械能守恒定律，那么打下該點時重物的瞬時速度大小為________ m/s。
(3)從O點到所取點，重物重力勢能減少量ΔEp＝________ J，動能增加量ΔEp________ J，從而驗證了在誤差允許范圍內(nèi)機械能守恒。
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