《实验：验证机械能守恒定律》教案1

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1、《空气的存在》教案教学目标（一）知识与技能1、要弄清实验目的，本实验为验证性实验，目的是利用重物的自由下落验证机械能守恒定律。2、要明确实验原理，掌握实验的操作方法与技巧、学会实验数据的采集与处理，能够进行实验误差的分析，从而使我们对机械能守恒定律的认识，不止停留在理论的推导上，而且还能够通过亲自操作和实际观测，从感性上增加认识，深化对机械能守恒定律的理解。3、通过学生自主学习，培养学生设计实验、采集数据，处理数据及实验误差分析的能力。（二）过程与方法1、要明确纸带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法。2、通过同学们的亲自操作和实际观测掌握实验

2、的方法与技巧。3、通过对纸带的处理过程，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。4、通过实验过程使学生体验实验屮理性思维的重要，既要动手，更要动脑。（三）情感态度与价值观1、通过实验及误差分析，培养学牛实事求是的科学态度，激发学生对物理规律的探知欲。2、培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同的见解。二、教学重点1、验证机械能守恒定律的实验原理。2、实验原理及方法的选择及学握。三、教学难点实验误差分析的方法。Ui1课时五、教学准备多媒体课件、打点计时器、纸带。六、教学过程新课导入：十米跳台跳水是种技术性较

3、强的运动。运动员在跳离平台后笔直飞出，如果不计空气阻力，思考：他在下落的过程中运动特点是怎样的？机械能是否守恒？怎样验证？新课讲解：一、实验思路这节课我们通过设计实验，通过探究自市落体过程中能量的变化来验证机械能守恒定律。指导学生阅读课本内容，找出利用自由落体运动验证机械能守恒定律的方法，培养学生的阅读、总结表达能力。方法总结：在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能相互转化，总的机械能守恒，验证机械能守恒定律只需验证减少的重力势能等于增加的动能即可。问题探究：让学生分组讨论、交流，要完成本实验，应该测量的量有哪些，如何测量,并提

4、出解决方案。明确：测量物体自由下落过程中减少的热能。方法：测量物体的质量叭下降的高度Ah,利用重力势能的公式计算AEP=mgAh;测量自由落体下降Ah时的速度v,利用动能的公式计算AEk=mv2/2,利用打点计时器处理纸带的方法来求解速度。方法补充：如何利用纸带求解瞬时速度？指导学生根据匀变速直线运动的运动学规律，推导瞬吋速度的求解方法。学生通过阅读教材，总结推导过程，教师通过大屏幕投影学生的推导过程：如图所示，由于纸带做匀加速运动，故有A、C之间的平均速度：二叮*陀。根据速度公式有：VB二va+qat,vc=vB+aAt,故有:V

5、-Va=

6、Vc-Vb,从而：Vb=Vaco总结:匀变速直线运动中，某点的瞬时速度等于以该点为时间中点的两点间的平均速度。解决方案：利用电火花计时器打出纸带，通过处理纸带，既可以求出物体下降的高度,还可以求出某一瞬时的速度，因此电火花计时器是重要的实验仪器。原理探究：通过实验，求自由落体的重力势能减少量和相应过程动能的增加量。若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律。而且，因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量m,而只需验证丄记二ghn就行了，如果要具体2计算出重力势能或动能的数值就需要天平。总结：指导学生根据实验

7、原理，写出本实验用到的实验器材：电火花计时器（或电磁打点计时器）；重物（质量300g±3g）及纸带；铁架台、夹子、烧瓶夹；电源。问题预测:在本实验操作的具体过程中会遇到哪些问题？通过该问题的设置，学生对实验中可能遇到的问题进行预测，并提出相应的解决方法。1、重物下落的过程中除受重力外，述受到哪些阻力？怎样减小这些阻力对实验的影响?2、重物下落时最好选择哪两个位置作为过程的开始和终结的位置？3、本实验中用的重锤，质量大一些好还是小一些好？为什么？4、质量是否为本实验必须测量的量？参考答案：1、重物下落的过程屮，除受重力外，还要受空气阻力和打点计

8、时器给纸带的摩擦力。安装打点计时器时注意保持竖直，重物要选择质量大一些的。2、为减小测量高度h值的相対误差，选収的各计数点要离起始点远一些。要从起始点开始测量出hi、112,再求出Ah-h2—hio3、锤应该选择质量大一些，体积小一些的，可以有效地减小空气阻力的影响。4、质量并非必须测量的量，在需要计算具体的能量数值时，需要天平。二、进行实验步骤整理：教师指导学生根据实验原理、各种器材的注意事项，总结归纳实验步骤：如图所示，将纸带固定在重物上，让纸帯穿过打点计时器；打点计吋器的两根导线接在6伏交流电源上。用手提着纸带，让重物靠近打点计时器静止

9、,然后接通电源，松开纸帶，让重物自由落下，纸带上打下一系列点。重复儿次，从儿条打下点的纸带屮挑选第一、二点间距离接近2mm且点迹清楚的纸带进d-d一U/?-lVnI