学案3　研究机械能守恒定律(二)
  --实验探究：验证机械能守恒定律
[学习目标定位]　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，会根据纸带测定物体下落的高度，掌握测量瞬时速度的方法.3.能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论，能定性地分析产生误差的原因．

一、实验原理
只有重力对物体做功的过程，比较物体重力势能的变化量与动能变化量，若满足ΔEp＝－ΔEk，则说明机械能守恒．21·cn·jy·com
二、两种验证方案
1．若以重物下落的起始点O为基准，设重物的质量为m，测出重物自起始点O下落高度h时的速度v，则在误差允许范围内，由计算得出mv2＝mgh，机械能守恒定律即被验证．
2．若以重物下落过程中的某一点A为基准，设重物的质量为m，测出重物对应于A点的速度vA，再测出重物由A点下落高度Δh后经过B点的速度vB，则在误差允许范围内，由计算得出mv－mv＝mgΔh，机械能守恒定律即被验证．www-2-1--com
三、两个实验设计方案
1．利用自由落体验证机械能守恒
2.利用摆球与DISlab系统验证机械能守恒．如图1所示，将DIS装置的光电门放在A、B、C、D各点，测出各点的速度．测量出各点对D的高度．运用所得数据验证机械能是否守恒.

图1

一、用单摆和DIS装置验证机械能守恒
1．实验步骤
(1)在铁架台上端用铁夹悬挂一个摆球(如图2)．

图2
(2)在方格纸上确定4至5个点作为测量点．
(3)分别安装光电传感器，并使之与数据采集器相连接．
(4)让摆球从某一高度向下摆动．分别测定摆球在摆动过程中任意时刻的动能和重力势能．
(5)研究每一个测量点上机械能的总量的特点．
2．误差分析
(1)本实验中摆球在运动过程中受到阻力作用，引起实验中动能的增加量小于重力势能的减少量．
(2)光电传感器的灵敏度对实验结果也有影响．
3．注意事项
(1)摆球运动时，应使其轨迹在一竖直面内，避免做圆锥摆运动．
(2)调整带方格纸的木板，应使其竖线在竖直方向上．
(3)为准确测定摆球在各位置的瞬时速度，可在摆球下部安置一块挡光片，并确保挡光片在竖直面内．
二、用自由落下的重物和打点计时器验证机械能守恒
1．实验步骤
(1)安装置：按图3甲把打点计时器安装在铁