实验验证机械能守恒定律新版多篇

实验验证机械能守恒定律 篇一

实验:验证机械能守恒定律

一、选择题

1．用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下面哪些测量工具是必需的()

A.天平B.弹簧测力计C.刻度尺D.秒表

2．在做验证机械能守恒定律实验时，以下说法正确的是()

A.选用重锤时，重的比轻的好

B.选用重锤时，密度大的比密度小的好

C.选用重锤后要称质量

D.重锤所受重力要远大于它所受的空气阻力和打点计时器对纸带的阻力

3、在做验证机械能守恒定律的实验中，下列物理量需要用工具测量的是（)；通过计算得到的是(）

A.重锤的质量B.重力加速度C.重锤下落的高度D.重锤下落的瞬时速度

4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样的结果会有()22 mvmv22 1D.以上都有可能 mv5.下列关于“验证机械能守恒定律”的实验误差的说法中，正确的是（）

A.重物的质量测量不准会产生误差

B.重物的质量大一些，有利于减小误差

C.重物的质量小一些，有利于减小误差

D.先释放重物，后接通电源会造成较大误差

二、填空题

v2v2

6、本实验中，若以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出一h图象应是，才能22

v2

验证机械能守；一h图象的斜率等于的数值． 2

7、在用落体法验证机械能守恒定律的实验中：所用重锤的质量m=1.0 kg，打点计时器所用电源频率50 Hz，打下的纸带如图5-26-1所示（图中的数据为从起始点0到该点的距离），则在打B点时，重锤的速度vB=m／s，重锤的动能Ek=

J，从开始下落到打B点时，重锤的势能减小量是

图5-26-1 J（取两位有效数字）．

参考答案

一、选择题

1.C;2.D;3.C,D;4.B;5.B

二、填空

6、一条过原点的倾斜直线，重力加速度7.0.79,0.31,0.31

实验验证机械能守恒定律 篇二

实验验证机械能守恒定律

1．（9分）在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要用工具测量的有（)；通过计算得到的有(）

A．重锤的质量 B．重力加速度

C．重锤下落的高度

D．与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度

sn＋sn＋

1【解析】 重锤下落的高度从纸带上用毫米刻度尺测量．某点速度由公式vn＝或

2T

hn＋1－hn－1vn＝

2T

【答案】 C D

2．（9分）在验证机械能守恒定律的实验中有关重锤质量，下列说法中正确的是()A．应选用密度和质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力 B．应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动 C．不需要称量锤的质量

D．必须称量重锤的质量，而且要估读到0.01g 【解析】 本实验依据的原理是重锤自由下落验证机械能守恒定律，因此重锤的密度和质量应取得大一些，以便系统所受的阻力和重锤的重力相比可以忽略不计，以保证重锤做自

2由落体运动．本实验不需要测出重锤的质量，实验只需要验证gh＝就行了．

2【答案】 AC 3．（11分）（2009·深圳调研）某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如图所示，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．所用的XDS—007光电门传感器可测的最短时间为0.01ms.将挡光效果好、宽度为d＝3.8×10－3m的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间Δti与图中所示的高度差Δhi并对部

2分数据进行处理，结果如下表所示．（取g＝9.8m/s，注：表格中M为直尺质量）

（1）从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用vi简要分析该同学这样做的理由是________．

（2）请将表格中数据填写完整．

（3）通过实验得出的结论是________________．

（4)根据该实验请你判断下列ΔEk—Δh图象中正确的是dti(）

【解析】(1)因瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度．(4)因为ΔEp＝mg·Δh，ΔEp＝ΔEk，所以ΔEk＝mg·Δh，所以正确答案为C.【答案】(1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度(2)4.22 3.97M或4.00M 4.01M或4.02M(3)在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量

(4)C

4．（11分）在利用电磁打点计时器(电磁打点计时器所用电源频

率为50Hz)“验证机械能守恒定律”的实验中：

（1）某同学用如图所示装置进行实验，得到如图所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，测出点O、A间的距离为

68.97cm，点A、C间的距离为15.24cm，点C、E间的距离为

216.76cm，已知当地重力加速度为9.8m/s，重锤的质量为m＝

1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为________J，重力势能的减少量为

________J.(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a＝________m/s2.(3)在实验中发现，重锤减少的重力势能总大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用，用题目中给出的已知量求重锤下落过程中受到的平均阻力大小为________N.【解析】 本题主要考查“验证机械能守恒定律”这个实验的基本原理和应用，并且综合了牛顿第二定律．

32.00×10－

2(1)C点速度vC＝m/s＝4.00m/s 4T4×0.02

该过程动能的增加量

112ΔEkmv2C＝1.0×(4.00)J＝8.00J 22

该过程重力势能的减少量为ΔEp＝mg·OC

＝1.0×9.8×(68.97＋15.24)×10－2J＝8.25J.(2)加速度a＝(2T)(16.76－15.24)×10－2

2＝＝9.50m/s2.(2×0.02)(3)由牛顿第二定律得mg－Ff＝ma

即Ff＝mg－ma＝0.30N.【答案】(1)8.00 8.25(2)9.50(3)0.30

5．（11分）利于如图所示的装置验证机械能守恒定律．图中AB是固定的光滑斜面，斜AECE－AC

面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，当光电门中有物体通过时与它们连线的光电计时器（都没有画出）能够显示挡光时间．让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10－2s、2.00×10－2s.已知滑块质量为2.00kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00cm，光电门1和2之间的距离为0.54m，g取

9.80m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度．

（1）滑块通过光电门1时的速度v1＝________m/s，通过光电门2时的速度v2＝

________m/s；

（2）滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为________J，重力势能的减少量为________J.(3)由以上数据，得出的结论是____________________．

L0.05【解析】(1)光电门记录的瞬时速度取经过光电门时的平均速度v1＝m/s＝t10.0

51.00m/s

L0.05v2＝＝m/s＝2.50m/s.t20.02122(2)ΔEkm(v2－v1)＝5.25J

2ΔEp＝mgs12sin30°＝2×9.8×0.54×0.5J＝5.29J.(3)在实验误差允许的范围内，ΔEk＝ΔEp，所以小车沿斜面下滑过程中机械能守恒．

【答案】(1)1.00 2.50(2)5.25 5.29(3)在实验误差允许的范围内，ΔEk＝ΔEp，所以小车沿斜面下滑过程中机械能守恒

6．（11分）如图甲所示，用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀速转动，使之替代打点计时器．当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号，如图乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动．测得记号之间的距离依次为26.0mm、50.0mm、74.0mm、98.0mm、122.0mm、146.0mm，已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样，由此验证机械能守恒定律，根据以上内容，可得

（1)毛笔画相邻两条线的时间间隔T＝________s.(2)根据乙图所给的数据，可知毛笔画下记号3时，圆柱棒下落的速度v3＝________m/s；画下记号6时，圆柱棒下落的速度v6＝________m/s；记号3、6之间棒的动能的变化量为________J．重力势能的变化量为________J，由此可得出的结论是______________________．(g取9.80m/s2，结果保留三位有效数字）

60【解析】(1)T＝0.05s.1200

(50.0＋74.0)(2)v3×10－3m/s＝1.24m/s 2T

(122.0＋146.0)v6＝10－3m/s＝2.68m/s 2T

112ΔEkmv26－v3＝2.82J 2

2ΔEp＝mg(122.0＋98.0＋74.0)×10－3＝2.88J

在误差允许的范围内，机械能守恒．

【答案】(1)0.05s(2)1.24 2.68 2.82 2.88 在误差允许的范围内，机械能守恒

7．（11分）如图所示，是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选中N点来验证机械能守恒定律，下面举出一些计算N点速度的方法，其中正确的是（）

sn＋sn＋1①N点是第n个点，则vn＝gnT ②N点是第n个点，则vn＝g(n－1)T ③vn＝2T

dn＋1－dn－1④vn＝2T

A．①③B．①②③C．③④D．①③④

【解析】 由于本实验需要的是物体在某一时刻的真实速度，故应使用纸带上的数据求解，利用做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速率等于这段时间的中间时刻的瞬时速度这一规律求解．

【答案】 C

8．（13分）（2009·荆州调研）如图所示的实验装置验证机械能守恒定

律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两

种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打

出一系列的点，对纸带上的点痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．

（1)下面列举了该实验的几个操作步骤：(）

A．按照图示的的装置安装器件；

B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；

C．用天平测量出重锤的质量；

D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；

E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．

指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的横线上，并说明理由．

________________________________________________________________________.(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值，如图所示．根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流的频率为f，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：a＝

________.(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动

能，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，可以通过该实验装置测定该阻力的大小．若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，还需要测量的物理量是______．

（4）试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落过程中受到的平均阻力大小为F＝________.【解析】(1)步骤B是错误的，应接到交流电源的输出端；步骤D是错误的，应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带；步骤C不必要，因为根据测量原理，重锤的动能和势能中都包含m，可以约去．

(s2－s1)f2224a(2)因为s2－s1＝a)a＝ff

4(3)重锤质量m.由牛顿第二定律mg－F＝ma，所以阻力

(s2－s1)f2F＝m[g． 4

(s2－s1)f(s2－s1)f【答案】(1)见解析(2)(3)重锤质量m(4)m[g44

9．（14分）如图所示的装置可用来验证机械能守恒定律．摆锤

A拴在长L的轻绳一端，另一端固定在O点，在A上放 一个小

铁片，现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向成θ角时静止开始释放

摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板P阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动．

（1）为了验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤在最低

点的速度．为了求出这一速度，实验中还应该测得的物理量是

______________________．

（2）根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v＝________.(3)根据已知的和测量的物理量，写出摆锤在运动中机械能守恒的关系式为________．

【解析】(1)铁片离开摆锤后做平抛运动，故要想求出摆锤在最低点的速度，需根据平抛运动的规律：

1s＝v0t ①，h＝gt2 ②，因此需测h、s.2g(2)由(1)中①、②联立求得：v＝。2h

（3）摆锤在下摆过程中只有重力做功，由机械能守恒得：

1mgL（1－cosθ）＝v2，2

2gs把v＝s代入上式得：L（1－cosθ）2h4h

【答案】(1)摆锤A最低点离地面的竖直高度h和铁片做平抛运动的水平位移s

2gs（2)s(3)L(1－cosθ）2h4h22

验证机械能守恒定律实验总结 篇三

验证机械能守恒定律

1、实验目的学会用打点计时器验证机械能守恒定律的实验方法和技能

2、实验原理

在物体自由下落的过程中，只有重力对物体做功，遵守机械能守恒定律，即重力势能的减少量等于动能的增加量。在实验误差范围内验证mgh121212mv（必须初速度为零）或 mghmv2mv1（v1≠0）22

2测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离sn和sn+1，由公式

ddn1snsn1，或由vn=n1算出，如图所示。(注意单位用国际单位，看清计数点还是计时点，注意有无2T2T

有效数字的要求)

3．实验器材

铁架台（带铁夹）、电磁打点计时器、重锤（带纸带夹子）、纸带、复写纸片、直尺、导线、低压交流电源 vn=

4、实验步骤

（1）按右上图装置把打点计时器固定在支架上，并将打点计时器接在4～6V的交流电源上。（如果用电火花打点计时器电压：220v交流电）

（2）将大约0.5 m长的纸带用小夹子固定在重锤上后穿过打点计时器，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近．

（3）先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点。（4）换上新的纸带，重做几次上面的实验。5．注意事项

（1）安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩 擦阻力．

（2）实验时，必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接通电源：让打点计时器工作稳定后再松开纸带，以保证第一点是一个清晰的点．

（3）测量高度h时，应从起始点算起，为减小h的相对误差，选取的计数点要离起始点远些，纸带不宜过长，有效长度可60～80 cm．

2(4)因为是通过比较mv/2和mgh是否相等验证机械能是否守恒，故不需要测量重锤的质量．

如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须要知道物体的质量。

（5）本实验中因重物和纸带在下落的过程中要克服阻力做功，故动能的增加量ΔEk一定略小于重力势能的减少量，这是不可避免的，属于系统误差。（6）不用测量g,直接用g=9.8m/s

（7）我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重物。

（8）选计数点时，相邻计数点间的距离要尽可能拉得开些，使求得的速度误差小些。

26． 数据处理

在已经打好的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起始点标上O，以后各点依次标上1, 2, 3, „用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3 „，计算各点对应的瞬时速度v1、v2、v3„，然后计算各点对应的势能减少量 mghn和动能增量mvn/2 进行比较． 计算时不需要测量出重锤质量m．

这个实验也可以用纸带上任意两点，第N点和第N+M点，计算打N点和N+M点的瞬时速度V1、V2，量出第N点和第N+M点的距离Δh，重力势能减少量mgΔh和动能增量2112mv2mv1进行比较 22

27． 误差分析

本实验把重锤带动纸带的下落作为自由落体运动处理，实际上由于存在摩擦阻力一定会使结果出现偏差． 因为实际计算出来的速度vn应小于无其他阻力时对应于该点的速度，也就是说最终结果应当出现动能

2增量mvn/2略小于重力势能减小量mghn

在计算任意一点的瞬时速度vn时，采用的方法是vnsnsn1或vnhn1hn1的方法，而没有用vn=n·gt的方法

2T2T

计算，也是出此考虑，如果用vn=n·gt计算第n点速度，实际上是用理论的g值代替了实际上的加速度a, 且a＜g，则vn结果将会偏大，再者做这个实验时是先接通电源，再放手，可能造成纸带上记录的最初两点之间的时间间隔小于0．02 s 用vn=n·gt计算时仍按0．02 s计算，也会使vn值偏大，无论怎样，使用vn=n·gt计算瞬时速度都将使动能增量的计算值偏大．

典型例题

例1“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．

（1）比较这两种方案，________（选填“甲”或“乙”）方案好些，理由

_______________

自由落体实验斜面小车实验

验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律

（2）如图是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T＝0.1 s．物体运动的加速度a＝________；该纸带是

采用________（选填“甲”或“乙”）实验方案得到的，简要写出判断依据

__________

（3）如图是采用甲方案时得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学

分别用下列不同的方法进行，其中正确的是()

xn＋xn＋1dn＋1－dn－1A．vN＝gnTB．vNC．vN＝．vN＝g(n－1)T 2T2T

例2：在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示。其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50 Hz.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：cm）

（1）这五个数据中不符合有效数字读数要求的是

（填A、B、C、D或E）点读数________.（2）纸带连接重物（填左端或右端）

（3）该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒，OC距离用h来表示，他用vC

C点对应的重锤的瞬时速度，得到动能的增加量，这种做法（填“对”或“不对”）___________.（4）若O点到某计数点的距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为v，则实验中要验证的等式为________________.（5）若重锤质量m=2.00×10 kg，重力加速度g=9.80 m/s，由图中给出的数据，可得出从O点到打下D点，重锤重力势能的减少量为_____________ J，而动能的增加量为___________ J（均保留三位有效数字）。(6)两者不完全相同的原因实验中需要的测量仪器是

（7）实验结论是

（8）如果仅仅是验证机械能是否守恒，实验中是否需要测出重物质量？_____________；因为___________．

（9）根据纸带所测量的数据，还可以求出物体实际下落的加速度为________ m/s，物体在从A到B下落的过程中所受到的平均阻力为________ N（计算结果都要保留3位有效数字），该阻力的来源主要有：

______________________________；____________________________________

例3如图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置。（g取9.80m/s）

22-1

2某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以12v为纵轴画出了如图的图线。图线的斜率近似等于_______。2

A.19.6B.9.80C.4.90D.2.2

5图线未过原点O的原因是_____________________________________。

例

4、现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光

电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨底端C

点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A，B 两点的距

离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；

（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_____。动能的增加量可表示为_________。若在运动过程中机械能守恒，1与s的关系式为2t

1= ________.t

2（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：

以s为横坐标，1为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中t2

描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=___________10m.s（保留3位有效数字）。由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出4121s直线的斜率ko，将k和ko进t2

行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机

械能守恒定律。

2例1答案：(1)甲 该方案摩擦阻力小，误差小，操作方便(2)4.83 m/s 乙 因为物体的加速度比g小得多

例4

补充例5 在“验证机械能守恒”的实验中，若不知道打点周期，只知道打点周期恒定，你能否利用打出的点迹

vsv22清晰的任一纸带进行验证？如何验证？解析：如图对点1有：v1=s/4T,若1=gh,则1/h=s/8Th=g, 2h2222222

=8Tg,此式表明：若以s为纵轴，以h为横轴，则s-h图线应是过原点的直线。因此，画出s-h图线，若为过原点的直线，则表明机械能守恒定律正确。2222

课堂改进案例——《实验验证机械能守恒定律》 篇四

课堂改进案例——《实验 验证机械能守恒定律》

刘佃庆

机械能守恒定律是力学中的一个重要规律。本节由学生小组合作设计验证这个规律的实验方案，并按照设计的实验方案进行实际操作、观察、测量、记录和处理实验数据。因此，本教学设计注重了在过程中培养学生的科学素养。通过积极的创造性活动，使学生参与并体验了设计方案形成的思维过程，从中体会实验设计的乐趣和艰辛，感悟了科学实验的本质和价值，从而使学生形成科学的情感态度与价值观。经过这样的过程，所获得的不仅仅是验证了一条规律，而是像科学家那样经历了一次科学探究的过程，会体验到发现、创造和成功的乐趣。

这节课的流程如下：

1、通过播放生活中三个常见的运动实例，第一个实例为蹦极（自由落体运动），第二个为投篮（抛体运动），第三个为荡秋千（摆动），通过实例情景引入本课内容、回顾机械能守恒的条件及表达式，激发学生的学习兴趣，同时三个物理模型也为下一步学生利用实验验证机械能守恒定律提供了三种不同方案，学生从中选择出最易操作、最简单的运动即自由落体运动。

2、在学生选择了自由落体运动作为研究方案后，设置问题，即质量为m的物体从O点自由下落的过程，通过问题串的形式引导学生自主合作探究出本节课要做什么（即实验目的），怎么做（实验原理），测量那些物理量，如何测量，选择哪些器材测量等问题，通过小组合作在解决了这些问题的同时也就把本节课的实验原理、实验操作、器材的选择等问题解决了，也就设计出了实验方案。

3、学生设计完实验方案后，进行分组实验，分组实验先由组长分配任务，再开始实验操作，在操作过程中每个同学都有事做，而且要在操作过程中发现操作中的困惑，及时提出问题，讨论问题，老师巡回指导，在指导过程中帮助学生解决问题。

4、实验操作完后学生要选择纸带进行数据的记录。引导学生从实验中打出的5、6条纸带中选择一条理想的纸带，并引导学生准确测量数据并记录。

5、实验数据处理，先是让学生提出自己处理数据的方法，学生很容易想到把每一组数据都计算出来后，比较每组数据的gh是否等于v2／2，这种方法固然很好，可以验证。这时老师引导学生用这种方法计算量大且不直观，如何更方便快捷直观的处理数据，继续引导学生利用所学信息技术知识，应用电脑数据处理软件拟合出实验数据的图像，分析如果图像呈现什么特点说明可以验证。学生动手操作计算机，将数据输入电脑软件，拟合图像，教师通过局域网和电脑软件将学生处理数据的过程投放到大屏幕供所有学生观看。这样除了动手操作的学生，每个学生都能看到操作过程，让每个学生都有事做。拟合完图像后再由教师引导学生分析图像，得到结论即在误差允许的范围内，机械能守恒。

6、最后是课堂评价，留给学生3分钟时间，思考反思这节课学到了什么，存在的不做，主要从实验操作和小组合作两个方面进行。小组互评老师点评。结束课程。

这节课的课堂改进点主要体现在以下几点：

1、采用小组合作探究式教学方式。

传统的实验教学是老师讲实验原理、实验步骤、实验操作等，然后让学生按照老师的讲解做实验，老师认为各个细节都讲解到了，学生也该理解了。实际上，在实践中，学生不止一次地暴露这样或者那样的问题，而这些问题在老师看来，自己讲了那么多次，学生的错误实在让他们费解。

于是采用小组合作探究方式，教师设置问题情境，通过问题串的形式，引导学生讨论出实验原理，设计出实验方案。在学生讨论和设计的过程中，同时解决做什么，怎么做，如何做，用什么做等问题，为下一步的分组实验做好准备。

2、提供大量实验器材供学生选择。

这节课提供给了学生大量器材供学生选择，主要因为器材的选取是高考和学业水平考试的考点之一，而且通过学生自主选择器材能加深学生对本实验的理解。实验中实验器材的选择，同样也是在探究完实验原理和实验步骤之后，学生很自然的总结出来的。

3、数据处理采用信息技术辅助处理。

这节课的数据处理原来要占用大量的时间和精力，因为都是测量值，小数点本身就多，而且还要计算平方，计算量特别大，而现在的高考及学业水平考试对数值的计算要求比较低，所以通过计算机数据处理软件来处理数据，学生只需将测量数据输入电脑，就可以拟合出图像，通过分析图像得到结论。再通过局域网的架设，将学生处理数据的过程全程展示给所有学生。现在随着信息技术的普及，越来越多的应用到我们的教学中来，如何实现信息技术与教学的融合，值得我们不断思考和实践，这节在这方面做了大胆那的尝试，效果比较明显。

整节课是以小组合作的方式进行的，通过小组合作探究实验原理，设计出实验方案；通过小组合作分工进行实验、测量数据、分析数据。学生们在合作的过程中相互帮助，通过讨论解决问题，在实验操作中相互协作，共同完成实验。成功的完成了本课的学习任务，达到了实验的效果。通过以上教学过程不仅在课堂形式上进行了改进，而且的确让学生在亲身体验中学到了知识，掌握了实验操作。

回顾这节课，深刻地悟出了这样的道理，教师的作用不是告诉学生什么，而是恰到好处地引导学生自己去探究去思考。

7.9实验验证机械能守恒定律教学设计 篇五

《实验：验证机械能守恒定律》教学设计

山东省邹平县长山中学 李敏 石涛

【目标要求】

一、知识与技能

1．理解实验的设计思路，明确实验中需要测量的物理量。

2．知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的瞬时速度的方法。

3．能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析中得出实验结论。

4．能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差。

二、过程与方法

通过验证机械能守恒定律，体验验证过程与物理学的研究方法。

三、情感、态度与价值观

通过亲自实践，培养学生观察和实践能力，培养学生实事求是的态度和正确的科学观。

【教学重难点】

1．验证机械能守恒定律的实验原理。

2．验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。

【教学方法】

学生分组实验。

【教学过程】

一、导入新课

上节课我们学习了机械能守恒定律，掌握了机械能守恒定律的条件和公式。这节课我们通过实验来验证一下机械能守恒定律。

二、进行新课

实验目的：通过研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，验证机械能守恒定律。

实验原理：用天平测出重物的质量，纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就可以得到重物下落过程中势能的变化。重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出（即每计数点的瞬时速度），这样就得到它在各点的动能。比较重物在某一过程的初末状态动能变化与势能变化的多少，就能验证机械能是否守恒。

需用的实验仪器：（请在所需仪器右面打√对号）1秒表 5打点计时器 9带铁夹的实心重锤

2纸带 6复写纸片 10带铁夹的空心重锤

3刻度尺 7导线、电键 11交流220v,50Hz电源

4天枰

8带有铁夹的铁架台

12高压交流电源

主要实验步骤及注意事项：次序

1主要步骤

用天平称出重锤的质量。

按课本图所示，把打点计时器安装在注意事项

备注

改进措施

把铁架台降低并固定到桌面上

打点计时器安装时，这一步你有必须使纸带两限位以减小摩擦阻力。

为什么？ 好的改良意

孔在同一竖直线上，见吗？铁架台上，用导线把打点记时器与交流电源连好。

用手握着纸带上端并让纸带保持竖直，让重物静止地靠近打点计时器。接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点，断开电源。

换个同学，重复以上2-4步几次，得3—5条纸带。

在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各

先接通电源，后松纸带

挑选打点清晰，且纸带上最前端两点间距接近2mm左右的纸带

请填写下面数据表格。如果起点不清晰该怎么办？

请填写下面数据表格依次标上1、2、3„„用刻度尺测出对应高度h1、h2、h3„„

7应用公式计算各点

对应的速度v11、v2、v3„„

计算各点相对于起点O的势能减少8

填写表格。两数据相等吗？如不相等分析原因。

量mghn和动能的增加量

行比较。

进

9处理数据得出结论

数据表格：（T=s，m=kg，同一纸带以O点为起点）计数点 1 2 3

4Δh m

初态Vo末态Vn势能减少量 m/s

m/s

ΔEP（J）

动能增加量 ΔEK（J）

对比 ΔEP与ΔEK

产生误差原因分析：（思考出几条，请写出几条）1 2

3误差原因

为减小误差操作时应注意方面

结论：

结论的评估：

经典分析：

例：（山东省2008年夏季学业水平考试第16题）在“验证机械能守恒定律”的实验中，造成实验误差的原因主要有：

（1）

（2）

【巩固提高】

1．在用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中：

①若用公式计算即时速度进行验证，打点记时器所接交流电的频率为50HZ，甲、乙两条实验纸带（如图所示），应选_____纸带好，②验证机械能守恒定律的实验所用的打点记时器的线圈应接的电源是（）

A．交流220VB．直流220VC．交流6VD．直流6V

2．某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤：

A．用天平称出重物的质量；

B．把纸带固定到重物上，并把纸带穿过打点计时器，提升到一定高度；

C．拆掉导线，整理仪器；

D．断开电源，调整纸带，重做两次；

E．用秒表测出重物下落的时间；

F．用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离，记录数据，并计算出结果，得出结论；

G．把打点计时器接到低压交流电源上；

H．接通电源，释放纸带；

I．把打点计时器接到低压直流电源上；

J．把打点计时器固定到桌边的铁架台上。

上述实验步骤中错误的是，可有可无的是，其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是。（均只需填步骤的代号）

3．在验证机械能守恒定律时，如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图象应是什么形状才能验证机械能守恒定律，图线的斜率表示什么？

参考答案：

1．①甲②A

2．上述实验步骤中错误的是E和I，因为实验中不需要测定时间，打点计时器应使用低压交流电源。可有可无的实验步骤是A。正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是：J、G、B、H、D、C、F。

3．实验数据绘出图象应是通过原点的一条倾斜直线。由图线的斜率表示重力加速度g。