《实验：验证机械能守恒定律》教学设计-张长泉.doc

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1、《实验：验证机械能守恒定律》——教学设计姓名：张长泉教研组：物理组教　材：物理必修２（沪科版）时　间：2012年5月16日地　点：铜川矿务局第一中学《实验：验证机械能守恒定律》教学设计高中物理新课程将科学探究列为课程目标和课程内容，并作为学生自主学习物理的一种有效学习方式。科学探究是学生在物理课程或现实生活的情境中，通过自己去发现问题、调查研究、动手操作、表达与交流等探究活动，获得知识、技能、方法的学习方式和学习过程。科学探究的目的是让学生经历探究的过程，获得理智与情感的体验，积累科学知识与方法。科学探究的目的

2、是把学生置于动态、开放、生动、多元的学习环境中，在自主学习、探索中，获得学习体验。我在高中物理教学中，试用沪科版高中物理课程标准教科书，就“机械能守恒定律”，一课的教学，进行了实验探究课的尝试。这节课的教学设计过程如下： 【设计思想】 “只有重力做功时，物体的动能和重力势能可以相互转化，总的机械能如何变化？”是高一学生经常遇到的一个问题。这节课按照科学探究的要求，组织高一学生根据力学知识，制定实验计划，设计方案和进行操作，通过科学探究，使学生对机械能守恒定律的得出、含义、适用条件有一个明确的认识；学会应用科学探

3、究的方法研究物理问题，探索物理规律，加深对科学的本质和价值的理解；运用计算机辅助，使学生亲身体验现代科技的影响，掌握将信息技术作为知识获取工具的方法。【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

4、学态度。【教学重点】 　　掌握验证机械能守恒定律的实验原理。 【教学难点】 　　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】 　　探究、讲授、讨论、学生分组实验、练习。【教学手段】 多媒体教学。【学法指导】实验探究【教学设想】预习导学→学生初步了解本节内容→实验探究→突出重点，突破难点→典型例题分析→巩固知识→达标提升。【教学用具】 　　多媒体课件（配套设备）、电火花计时器、重物（质量300g±3g）、纸带、铁架台、烧瓶夹、电源。【教学过程】 复习与引入 　　上节课我们学习了机械能守恒定律

5、，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。 一、实验介绍1．实验目的：验证机械能守恒定律。2．实验原理：本实验验证极其简单情形下的机械能守恒──自由落体运动。而且，针对的是及其特殊的过程──从释放点到某位置。思考1：选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？答案：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。思考2：本实验要不要测量物体的质量？答案：因为mgh=1/2mv2→gh=v2，所以无需测量物体的质量如果

6、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。二、实验器材：铁架台、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、重物（带铁夹）、毫米刻度尺等。三、实验步骤：1．按图安装实验器材，电源接学生电源，并将输出电压调至4~6V交流。接通电源前，用手提升纸带至重锤靠近打点计时器处。2．先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。关闭电源，取下纸带备用。3．重复步骤2两次，打出3条纸带。4．取点迹清晰，且第一、二点距离接近2mm的纸带进行测量。先将第一点记为O点，然后在纸带上任取5个连续的点（或间隔点数相同的点）1．　2

7、．　3．　4．　5 ，如下图所示。 5．验证O点到2点过程机械能守恒的方程为：mgh2 =m，其中T为1点到2点（或2点到3点）之间的时间间隔，如果在误差允许的范围内等式成立，试验就是成功的。同理，可以验证O点到3点过程、O点到4点过程的机械能是否守恒。 6．拆下器材，放回原处。思考3：对于实际获得的纸带，如何判定纸带上的第一个点就是纸带刚开始下落时打下的呢？答案：x=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m≈2×10-3m=2mm，所以，纸带上的头两个点间的距离应接近2mm。四、数据处理与分析依据刚才的实验

8、，我们采集整理以下信息：数据 序号下落高度hn（m）瞬时速度vn（m/s）减少的重力势能mghn（J）增加的动能m（J）1    2    3    ΔhAB思考4:可以回避起始点吗（即处理纸带时可以不用到起始点吗）?　我们可以选取A、B两点，比较它们的机械能EA和EB。若以点B为0势能点，则有：EKA＋mgΔh＝EKB数据处理：MkgΔhmVAm/sVBm/s势能减少量mgΔh(J)