2019-2020学年度粤教版选修3-3 3.3能量守恒定律 教案(9)
2019-2020学年度粤教版选修3-3 3.3能量守恒定律 教案(9)第3页

  5.测量下落高度时,某同学认为都必须从起始点算起,不能弄错.他的看法正确吗?为了减小测量 h值的相对误差,选取的各个计数点要离起始点适当远些好,还是近些好?

  学生活动:思考老师的问题,讨论、交流,选出代表发表见解.

  1.因为打点计时器每隔0.02 s打点一次,在最初的0.02 s内物体下落距离应为0.002 m,所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近2 mm的纸带进行测量;二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点,每相邻两点时间间隔t=0.02 s.

  2.因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值,所以不必测量物体的质量 m,而只需验证就行了.

  3.打点计时器要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直平面内,以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用.

  4.必须先接通电源,让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落.

  5.这个同学的看法是正确的.为了减小测量 h值的相对误差,选取的各个计数点要离起始点适当远些好.

  教师活动:听取学生汇报,点评,帮助学生解决困难.

  学生活动:学生进行分组实验.

  数据处理:

  明确本实验中要解决的问题即研究动能与重力势能的转化与守恒.  

  在右图中,质量为m的物体从O点自由下落,以地面作零势能面,下落过程中任意两点A和B的机械能分别为:

  ,

  如果忽略空气阻力,物体下落过程中如果动能的改变量等于势能的改变量,于是有

  Ea=Eb,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.

  如果实验证明等式成立,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O点至任意一点(上图中A点)来进行研究,这时应有:.式中h是物体从O点下落至A点的高度,vA是物体在A点的瞬时速度.

  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.

  

右图是竖直纸带由下而上实际打点后的情况.从O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0.02 s),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: