高一物理 实验：验证机械能守恒定律

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1、高一物理实验：验证机械能守恒定律一、教学目标知识与技能：1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度．2．掌握验证机械能守恒定律的实验原理．过程与方法：通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法情感态度与价值观：通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观．培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度．二、教学内容剖析本节是上一节机械能守恒的延伸，巩固了机械能守恒。本节课教学重点：掌握验证机械能守恒定律的实验原理．本节课教学难点：验证机械能守恒

2、定律的误差分析及如何减小实验误差的方法．三、教学思路与方法教学思路：学生在学习了机械能守恒之后，拓展到能量守恒是不难接受的，特别是学生通过对自然界的认识，生物课的学习、化学课的学习都学到了很多种类的能量，在本节课中，从实验入手，把这些能量见的关系综合起来是有很大意义的，也是学生很愿意学习的。教学方法：教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。三、教学准备重物、电磁打点计时器以及纸带、复写纸片、低压电源及两根导线、铁架台和铁夹、刻度尺、小夹子．四、课堂教学设计教学环节教学内容师生互动设计意图备注复习思考：1、什么叫做机械能守恒定

3、律?2、机械能守恒的条件是什么?3、自由落体运动中机械能是不是守恒?4、我们要想推导出机械能守恒定律在自由落体中的具体表达式，可以根据什么来进行推导呢?师：上一节课我们学习了机械能守恒定律，我们首先采复习一下什么叫做机械能守恒定律?生：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变．这叫做机械能守恒定律．师：机械能守恒的条件是什么?生：只有重力和弹力做功．师：自由落体运动中机械能是不是守恒?生：自由落体运动中物体只受到重力的作用，这个过程只有重力做功，所以机械能是守恒的．师：我们要想推导出机械能守恒定律在自由

4、落体中的具体表达式，可以根据什么来进行推导呢?生1：可以通过牛顿运动定律进行推导．生2：可以根据动能定理进行推导．复习上一节内容，为本节课打下基础。(投影展示与一个自由落体运动相关的题目，从题目中知道有关的物理量，让学生分别根据牛顿运动定律和动能定理推导机械能守恒定律，再一次熟悉这个定律，并为本节课的教学打下基础)引入1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。质量为m的物体从O点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点A和B的机械能分别为：EA=EB=如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有EA=EB，即=上式亦可

5、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。等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。师：为了方便，可以直接从开始下落的O点至任意一点（如图1中A点）来进行研究，这时应有：本实验要验证的表达式，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。师：在做实验之前，我们首先要明确这样几个问题，首先这个实验需要什么器材?生：最容易想到的器材是重物、电磁打点计时器以及纸带．复写纸片．低压电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺，小夹子．引导学生进

6、行设计实验，激发学生的好奇心和探索欲。师：打点计时器的作用是什么?生：记录在纸带上打的点，用这些点来求出物体在经过某一点的速度．师：低压交流电源是不是必需的?生：低压交流电源并不是必需的，如果采用的是电火花计时器时，它所需要的电压是交流220V，所以不需要低压电源．实验过程思考：1、重物选取的原则是什么?为什么?2、实验中还有哪些应该注意的地方?3、实验中的误差主要来源于哪里?4、过程开始和终结位置是怎样选择的?5、在实验中是不是要先进行测量重物的质量呢?师：重物选取的原则是什么?为什么?生：密度比较大，质量相对比较大，可以减小因为空气阻力

7、带来的误差．（学生讨论并研究）师：实验中还有哪些应该注意的地方?生：计时器要稳定在铁架台上，计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，铁架台放在桌边，计时器距地面的距离大约是1m．师：这样做的目的是什么?生：计时器平面与纸带限位孔在竖直方向上的目的是减小摩擦以减小实验误差的产生，铁架台放在桌边有利于重物下落到地面上，计时器距地面的距离较大的目的是能够有充足的时间使重物下落，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算．教师逐步设置疑问，由浅到深，引导学生思考，培养学生分析问题的习惯，培养学生的探究意识和迎难而上的品质。图201234s1s2s3

8、h1h2h3h4师：实验中的误差主要来源于哪里?生：重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带和计时器之间的摩擦力，计时器平面不在竖直方向上；纸带与计时器不平行：交流电的频率不等