2024_2025学年高中物理第七章机械能守恒定律9实验：验证机械能守恒定律1教案新人教版必修2.doc

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试验:验证机械能守恒定律

【教学目标】

学问与技能

1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。

2、把握验证机械能守恒定律的试验原理。

3、通过学生的独立思考解决试验中遇到的问题，以及对试验数据的处理。

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争论方法。

培育学生合作探究的精神。

情感、态度与价值观

通过试验验证，体会学习的欢快，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。培育学生的观看和实践力量，合作力量，独立思考的力量，发觉问题、解决问题的力量。

【教学重点】

把握验证机械能守恒定律的试验原理。

引导学生主动思考，培育学生合作探究的力量。

【教学难点】

1、如何设计验证机械能守恒定律的试验

2、试验数据误差分析及如何减小试验误差的方法

【自主学习】

机械能守恒定律的内容是。

能否设计一个验证机械能守恒定律的试验过程？

推导出机械能守恒定律在本试验中的具体表达式。

如何求出A点的瞬时速度vA？

5、如何确定重物下落的高度？

6、怎样分析得到的试验数据？

【合作研学】

试验的设计思想？试验中需要哪些器材？

本试验试验步骤有哪些？

试验中有哪些留意事项？

哪些环节会对试验数据产生影响？

教学过程：

教师活动：1、推导出机械能守恒定律在本试验中的具体表达式。

在图1中，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=

假如忽视空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有

EA=EB，即=

上式亦可写成

图201234s1s2s3h1h2h3h4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

图2

0

1

2

3

4

s1

s2

s3

h1

h2

h3

h4

2、如何求出A点的瞬时速度vA？

依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。

图2是竖直纸带由下而上实际打点后的状况。从O点开头依次取点1，2，3，……图中s1，s2，s3，……分别为0～2点，1～3点，2～4点……各段间的距离。

依据公式，t=2×0.02s（纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0.02s），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v1，v2，v3，…….

3、如何确定重物下落的高度？

图2中h1，h2，h3，……分别为纸带从O点下落的高度。

依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。

教师引导学生思考下列问题：

1、该试验中选取被打点纸带应留意两点：一是第一点O为计时起点，O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、在架设打点计时器时应留意什么？为什么？

4、试验时，接通电源和释放纸带的挨次怎样？为什么？

5、测量下落高度时，某同学认为都必需从起始点算起，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，争论、沟通。选出代表发表见解。

1、由于打点计时器每隔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、由于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，而只需验证就行了。

3、打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以尽量削减重物带着纸带下落时所受到的阻力作用。

4、必需先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。

5、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。

教师活动：听取学生汇报，点评，帮忙学生解决困难。

进行试验：

教师选择试验构思较好的小组在台上演示试验，由小组成员讲出试验的原理，试验的步骤，以及数据的处理方法。再由其它组的成员共同探讨试验的合理性。

梯练固学

1、为进行验证机械能守恒定律的试验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有：

；缺少的器材是。

2、物体做自由落体运动时，只受力作用，其机械能守恒，若物体自由下落H高度时速度为V，应有MgH=，故只要gH=1