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1、实验:验证机械能守恒定律维目标知识与技能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.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。教学仪器打点计时
2、器、重锤、纸带、铁架台、交流电源、铁架台和铁夹、刻度尺、导学案教学方法启发式教学+问题式教学课时1课时教学设想预习导学案-*教师引导学生进行实验原理分析一实验探究f归纳与总结f学生自评、互评、师评（课堂上通过小组合作、互动、展示和点评加深对本节知识的理解达成目标）教学过程师生互动备注【环节一】展示学生预习成果（投影及表达）1•本实验的目的是什么？什么是机械能守恒，其条件是什么？你认为要完成这个实验需要哪些实验器材？2•要完成本实验，应该测量的量有哪些？如何测量这些量？3•实验时，接通电源和释放纸带的顺
3、序怎样？4•你认为实验时应该注意哪些问题？5.在预习实验的过程中你存在哪些困惑？【环节二】进行新课一、实验目的：验证机械能守恒定律二、实验原理：1.推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。在图1中，质量为ni的物体从0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：图1EA=12mv2A+mghA,EB=12mv2B+mghB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12mv2A+mghA=12mv2B+mghB上式亦可写成12mv2B~12mv2A
4、=mghA-mghB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。为了方便，可以直接从开始下落的0点至任意一点（如图1中A点）来进行研究，这时应有：12mv2A=mgh本实验要验证的表达式，式中h是物体从0点下落至A点的高度，vA是物体在A点的瞬时速度。2.如何求出A点的瞬时速度vA?根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A点的瞬时速度vA。学生自主完成实验预习，提高学生自我学
5、习的能力。教师在课堂上找学生展示学案并回答相关问题，培养学生的阅读、总结表达能力•续上表师生互动备注图2是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从0点开始依次取点1,2,3,……图中si,s2,s3,……分别为0〜2点，1〜3点，2〜4点……各段间的距离。图2根据公式二st,X2X0.02s,可求出各段的平均速度。这些平均速度就等于是1,2,3,……各点相对应的瞬时速度vl,v2,v3,……•例如：量出0〜2点间距离si,则在这段时间里的平均速度1二sit,这就是点1处的瞬时速度vl。依次类推可求出点2,
6、3,……处的瞬时速度v2,v3,……o2.如何确定重物下落的高度？（引导：图2中hl,h2,h3,……分别为纸带从0点下落的高度。）根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能，从而验证机械能守恒定律。三、实验仪器：打点计时器、重锤、纸带、铁架台、交流电源、铁架台和铁夹、刻度尺四、探讨实验步骤，进行实验，收集数据在学生开始做实验之前，老师应强调如下几个问题：1•该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是第一点0为计时起点，0点的速度应为零。怎样判别呢？2•是否需要测量重物的质量？3•实验时，接通电源和释放
7、纸带的顺序怎样？为什么？3.测量下落高度时，某同学认为都必须从起始点算起，不能弄错。他的看法正确吗？为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？学生活动：思考老师的问题，讨论、交流。1.因为打点计时器每隔0.02s打点一次，在最初的0.02s内物体下落距离应为0.002m,所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2mm的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔t=0.02s.2.因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不
8、必测量物体的质量m,而只需验证12v2n=ghn就行了。3•必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。4.这个同学的看法是正确的。为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好。学生进行分组实验。（学生讨论实验的步骤，教师巡回指导）1•把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生电源和打点计时器接好.2•把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近.3•接通电
