§7.8 機(jī)械能守恒定律（1）
7.9實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
1、會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度；
2、掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。
過程與方法
通過用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，體驗(yàn)驗(yàn)證過程和物理學(xué)的研究方法。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過親身實(shí)踐，樹立“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀。培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
教學(xué)重點(diǎn)
掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。
教學(xué)難點(diǎn)
驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的誤差分析及如何減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法。
教學(xué)過程
一、課前導(dǎo)學(xué)
⒈為進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，有下列器材可供選用：鐵架臺(tái)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，復(fù)寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導(dǎo)線，電鍵，天平。其中不必要的器材有： ；缺少的器材是 。
⒉物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受 力作用，其機(jī)械能守恒，若物體自由下落h高度時(shí)速度為v，應(yīng)有mgh= ，故只要gh=1/2v2成立，即可驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)中物體的機(jī)械能守恒。
⒊在打出的各紙帶中挑選出一條點(diǎn)跡 ，且第1、2兩打點(diǎn)間距離接近
的紙帶。
⒋測(cè)定第n個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法是：測(cè)出與n點(diǎn)相鄰的前、后兩段相等時(shí)間t內(nèi)下落的距離sn和sn+1，，有公式vn= 算出。
⒌在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，如果以v2/2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是 ，才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其斜率等于 的數(shù)值。
二、質(zhì)疑討論
1、推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律在本實(shí)驗(yàn)中的具體表達(dá)式。
在圖1中，質(zhì)量為m的物體從o點(diǎn)自由下落，以地作零重力勢(shì)能面，下落過程中任意兩點(diǎn)a和b的機(jī)械能分別為：
ea= ， eb=
如果忽略空氣阻力，物體下落過程中的機(jī)械能守恒，于是有
ea=eb，即 =
上式亦可寫成
該式左邊表示物體由a到b過程中動(dòng)能的增加，右邊表示物體由a到b過程中重力勢(shì)能的減少。等式說明，物體重力勢(shì)能的減少等于動(dòng)能的增加。為了方便，可以直接從開始下落的o點(diǎn)至任意一點(diǎn)（如圖1中a點(diǎn)）來進(jìn)行研究，這時(shí)應(yīng)有： ----本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式，式中h是物體從o點(diǎn)下落至a點(diǎn)的高度，va是物體在a點(diǎn)的瞬時(shí)速度。
2、如何求出a點(diǎn)的瞬時(shí)速度va？