验证机械能守恒定律实验报告数据 验证机械能守恒实验数据报告单

（1）在利用打点计时器验证自由下落物体的机械能守恒的实验中，设在打O点时释放物体，打点计时器打A点时

（3）实验中误产生的原因有：重锤下落会受到空气阻力；纸带受到打点计时器的摩擦阻力；处理纸带时，长度的测量产生误．

（1）由于空气阻力、摩擦影响动能增量应略小于重力势能减少量，而该同学的结论是动能增量略大于重力势能减少量，所以老师认为数据失实．

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二、说学情

（2）根据纸带可知，当所打的点点距均匀时，表示物体匀速运动，此时速度，故有：vm＝xt＝1.50m/s

从右端开始取六段位移，

根据逐法有：a＝△xT2＝(5.7+5.3+5.0)?(4.7+4.4+4.0)(3×0.04)2cm/s2＝210cm/s2＝2.10m/s2，方向与运动方向相反．

根据牛顿第二定律有：f=ma，将m=1.0kg代人得：f=2.1N．

当汽车达到额定功率，匀速运动时，F=f，P=Fv=fvm，

代人 教学方法：数据解得P=3.0W．

故为：（1）空气阻力、摩擦影响动能增量应略小于重力势能减少量

（2）（Ⅰ） 1.50 （Ⅱ） 3.0

在用落体法“验证机械能守恒”的实验中，（1）某同学上交的实验报告中，显示重锤增加的动能略大于重锤减

（2）利用匀变速直线运动的推论：CE之间的平均速度等于D点的瞬时速度，得：

（1）A、由mgh＝12mv2可知，重锤的质量与实验的数据无关，所以重锤的质量测量在只有重力做功的情况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。错误不会影响实验的数据，所以A错误；

得到方案：把纸带和重物固定在一起下落，用打点计时器在纸带上打点，记录下重物下落的高度，计算出对应的瞬时速度。然后，带着学生一起通过公式的推导得到速度的测量公式：

B、用公式v=gt计算各点的速度，则已经把重锤的运动看成是自由落体运动了，则mgh＝12mv2恒成立了，故B错误．

C、交流电源的频率不等于50Hz．此时点之间的时间间隔不是0.02s，所以此时的测量的速度可能会大于真实的数值，导致重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能，所以C正确；

D、重锤下落时受到的阻力过大，会使物体的速度减小，不会使物体的动能变大，所以D错误；

故选：C．

（2）①重锤重力势能的减少量为△EP=mg（x0+x1）．

打C点重锤的速度vC=x1+x22T，T=21f

重锤动能的增加量为△Ek=m(x1+x2)2f232

②由x2-x1=a(2f)2，得a=(x2?x1)f24

故为：（1）C；（2）①mg（x0+x1）；m(x1+x2)2f232；②(x2?x1)f24．

李明同学在利用打点计时器验证自由下落物体机械能守恒的实验中记录的纸带如图所示，图中A、B、C、D、E为

（3）由步骤（2）的数据得：减少的重力势能近似等于增加的动能，故结论为：在误允许的范围内，系统的机械能守恒

（1）根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：

在归纳机械能守恒定律的主要采用讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。通过师生一起探索得出物理规律及适用条件，充分调动学生积极性，充分体现"教师主导、学生主体"的教学原则。采用情景→问题→分析与活动→总结的教学设计模式，以老师指导下的学生活动为主。使用条件时，学生进行讨论，鼓励学生提出自己的观点，并能加以评价，培养学生的学习兴趣以及对物理学习的自信心。

v B = S 2 2T ．

故为： v B = S 2 2T ．

（2）由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，实验结果一定是 v 2 2 ＜gh ，否则数据即为错误的．

故为：重物克服阻力做功， v 2 2 ＜gh ．

某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律

情感、态度、价值观目标：通过亲身的体验以及探究学习活动，提高学生学习热情、培养学生尊重客观事实的科学态度。

某同

2. 验证机械能守恒定律实验的注意事项。

利用竖直

抛球

频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05s闪光

图所标数据

实际距离

该同

通计算

同刻

速度

表（

重力加速度取9.8m/s2

球质量m=0.2kg

结保留三位

刻t2

t3

t4

t5

速度（m/s）

4.99

4.48

3.98

（1）由频闪照片

数据计算t5

刻球

速度v5=

3.48

m/s；

（2）

t2

t5

间内

重力势能增量△E

p=

1.24

J能减少量△E

k为h1的A点时速度为v1,经过高度为h2的B点时速度为v2,写出=

1.28

J；

（3）

误允许

范围内

若△E

p与△E

k近似相等

验证

机械能守恒定律．由

述计算

△E

△E

k（选填

＞、

＜或

造种结

主要原

存空气阻力

．

李明同学在利用打点计时器验证自由下落物体机械能守恒的实验中记录的纸带如图所示，图中A、B、C、D、E为

物体在自由以生活中常见情境为例，让学生分析动能、势能的相互转化，提出机械能如何变化的问题，顺势引入新课；下落过程中，重力势能减少，动能增加。如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m,借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v;进而求得重力势能的减少量│△Ep│=mgh和动能的增加量△EK=1/2mv2;比较│△Ep│和△EK,若在误允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。

（1）根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：

vB＝S22T．

（2）由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，实验结果一定是v22＜gh，否则数据即为错误的．

故为：重物p＜克服阻力做功，v22＜gh．

在“验证机械能守恒定律”的实验中，（如图1）（1）下面列出“验证机械能守恒定律”实验的一些步骤：A．

学生发现：只有重力做功时，物体的动能和势能相互转化，但机械能总量保持不变。如果有阻力做功，则总量有变化。

（1）在本实验中由于采用了打电计时器，通过打点计时器可以测量物体下落时间，因此不需要有用秒表测量时间，故A步骤是不必要的．

D、物体在落回过程中，过阳台时的机械能为mgH+1/2mv2

因此打点计时器打D点时重物的动能是：

Ek＝12mv=）2D＝12×1×(4.0825)2＝8.33J

故为：（1）A；（2）8.33．

在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器（如图2）所用电源的频率为50Hz．查得当地的重力加速

B、物体落地时的机械能为mg（H+h）+1/2mv2;

（1）重力势能《验证机械能守恒定律》选自人教版高中物理必修二第七章第九节。本节主要内容为：学生利用打点计时器，打下纸带，通过计算来验证重锤在下落的过程中机械能是否守恒。本节课，可以升华学生对上节课机械能守恒定律的理解，培养学生科学严谨的态度。又可以为接下来学习动量守恒，电荷守恒等定律打下基础，起到了承上启下的作用。因此本节课意义重大。减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.7776J=7.62J．

三、说学法

在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：vc＝xBD2T≈3.89m/s

△Ek＝12mvC2＝7.56J

（2）根据机械能守恒可知mgh=12mv2-0，

得出v22=gh，根据实验数据绘出的v22-h图线是过原点的斜直线，该线的斜率等于重力加速度g．

故为：（1）7.62；7.56．（2）一条过原点的倾斜直线；当地重力加速度（9.8m/s2）．（3）重锤下落会受到空气阻力；纸带受到打点计时器的摩擦阻力；处理纸带时，长度的测量产生误．

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50Hz．查得当地的重力加速度为g=9.80

A：重物（做自由落体运动的），需要．B：纸带（求解速度和下落位移的），需要．C：天平，我们要验证的是：mgh=12mv2，m约掉，故不需要天平．D：刻度尺（量位移的），需要．

本题选择不需要的，故所以力势能的减少量△EP=mgh=0.190；选：C

（2）减少的重力势能：△Ep=mgh=19.50×10-2×9.8=1.1m

B点的速度为：vB=xAC2T

A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点，所以T=0 四、教学过程.02×2=0.04s

所以：vB=xAC2T=(28.95-13.40)×10-20.08=1.94375m/s

1、知道什么是机械能；所以：增加的动能为：△EK=12mv2=1.889m

故为：（1）C，（2）1.1m；1.889m，（3）在误允许的范围内，系统的机械能守恒；系统受到阻力

在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度 g =

1、内容：在只有重力做功时，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能总量保持不变。

7.62 7.56 在实验误允许范围内，系统机械能守恒

控（三）机械能守恒定律制同一乒乓球

，利用平均速度，可知C点速度为

，所以动能的增加量等于

，由此得出的结论是，在实验误允许范围内，系统机械能守恒

乒乓球下落后弹起的高度与下落的高度是否有关（实验报告）

效数字）：

列出表格

由于系统受到阻力的原因，所以减少的重力势能有一部分转化为内能，所以会出现减少的重力势能不等于增加的动能的情况．

故为：vB＝S22T．得出结论

理想状态下,下落的高度总是等于反弹的高度 （机械能守恒）

非理想状态下,下落的高度和反弹的高度也有关（受到空气阻力影响）