5.9 實驗：驗證機械能守恒定律(新課標)

師：在做實驗之前，我們首先要明確這樣幾個問題，首先這個實驗需要什么器材?
生：最容易想到的器材是重物、電磁打點計時器以及紙帶.復寫紙片.低壓電源及兩根導線，鐵架臺和鐵夾，刻度尺，小夾子.
    師：打點計時器的作用是什么?
    生：記錄在紙帶上打的點，用這些點來求出物體在經過某一點的速度.
師：低壓交流電源是不是必需的?
生：低壓交流電源并不是必需的，如果采用的是電火花計時器時，它所需要的電壓是交流220v，所以不需要低壓電源.
師：重物選取的原則是什么?為什么?
生：密度比較大，質量相對比較大，可以減小因為空氣阻力帶來的誤差.
師：實驗中還有哪些應該注意的地方?
生：計時器要穩定在鐵架臺上，計時器平面與紙帶限位孔調整在豎直方向，鐵架臺放在桌邊，計時器距地面的距離大約是1 m.
師：這樣做的目的是什么?
生：計時器平面與紙帶限位孔在豎直方向上的目的是減小摩擦以減小實驗誤差的產生，鐵架臺放在桌邊有利于重物下落到地面上，計時器距地面的距離較大的目的是能夠有充足的時間使重物下落，以便在紙帶上能夠打出較多的點，有利于進行計算.
師：實驗中的誤差主要來源于哪里?
生：重物和紙帶下落過程中要克服阻力，主要是紙帶和計時器之間的摩擦力，計時器平面不在豎直方向上；紙帶與計時器不平行：交流電的頻率不等于50 hz測量數據時的誤差等等.
師：過程開始和終結位置是怎樣選擇的?
生：實驗用的紙帶一般小于1 m，從起始點開始大約能打出20個左右的計數點，終結位置的點可以選擇倒數第一個點或者倒數第二個點，從這一個點向前數4—6個點當開始的點.
師：這樣選取的目的是什么?
生：這樣選取的目的是可以減小這兩個點瞬時速度和兩點之間的距離(高度h)測量的誤差.
師：在數據處理時，是不是必須從打的第一個點開始呢?
生：課文中有這樣的句子“紙帶上某兩點的距離等于重物下落的高度，這樣就能得到重物下落過程中勢能的變化”.在第四節我們已經學習了重力勢能的相對性，處理紙帶時選擇適當的點為參考點，勢能的大小不必從起始點開始計算.
師：在實驗中是不是要先進行測量重物的質量呢?
生：不需要測量重物的質量，因為這個物理量在式子兩邊可以約掉.
師：實驗中重物經過某一點的速度是怎樣得到的呢?
(投影展示學生的推導過程，這個結論非常重要，一定要讓學生能夠自己推導)
2、如何求出a點的瞬時速度va？
根據做勻加速運動的物體在某一段時間t內的平均速度等于該時間中間時刻的瞬時速度可求出a點的瞬時速度va。
圖2是豎直紙帶由下而上實際打點后的情況。從o點開始依次取點1，2，3，……圖中s1，s2，s3，……分別為0～2點，1～3點，2～4點…… 各段間的距離。
根據公式 ，t=2×0.02 s（紙帶上任意兩個相鄰的點間所表示的時間都是0.02s），可求出各段的平均速度。這些平均速度就等于是1，2，3，……各點相對應的瞬時速度v1，v2，v3，…….例如：
量出0～2點間距離s1，則在這段時間里的平均速度 ，這就是點1處的瞬時速度v1。依次類推可求出點2，3，……處的瞬時速度v2，v3，……。
3、如何確定重物下落的高度？
圖2中h1，h2，h3，……分別為紙帶從o點下落的高度。