《实验：验证机械能守恒定律》教学设计电子教案

1、实验：验证机械能 守恒定律教学设计实验：验证机械能守恒定律教学设计设计思想高三教学中，以往比较重视实验结果，而轻视过程，针对学生背实验，记实验现 状；在新课程三维目标教学理念的指导下，我将突破以教师为中心，开展以学生实验 为中心，以教师引导、小组合作为主要方式的实验探究。实验教学注重学生学习过程 的体验。培养学生善于提出实验需要研究的问题，尝试对物理实验结果进行预测判 断，主动思考解决问题的办法，灵活地应用物理学的思想与方法有效地解决问题，能 正确地表述实验结果，并对实验数据和结果进行科学地分析和评估。教材分析机械能守恒定律在物理学理论和应用方面十分重要，是高中物理的重点内容，为今 后学习动量

2、守恒、电荷守恒等守恒定律打下基础，起到了承上启下的作用。但这种思 想和有关的概念、规律，由于其抽象性强，学生要真正的掌握和灵活运用还是很困 难。本节内容安排在学习机械能守恒定律之后，目的是为了使学生在理论上对机械能 守恒定律有所了解的基础上，通过实验测量及对实验数据的分析处理，对机械能守恒 定律及条件有深刻的认识。学情分析学生已经掌握了动能、重力势能等概念以及动能定理、机械能守恒定律等定理、定 律；知道功是能量转换的量度以及机械能守恒的条件。学生已具备一定的实验操作技 能，会用打点计时器等实验仪器。具备一定的数据处理能力。因此，在本节的教学 中，应注意知识的深化和科学研究方法、情感态度的教育，

3、避免知识的简单重复和没 有新意。教学目标：（一）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。（二）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。（三）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。教学方式：教师启发、引导，学生自主设计实验方案，亲自动手实验，并讨论、

4、交流学习 成果。教学用具：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 火，刻度尺，小夹子。复习回顾，新课引入师生互动，学生分析讨论学生数据处理方法探学生分组实验得出实验结论 误差分析教学过程能力提升训练（一）复习回顾1、什么叫做机械能守恒定律？2、机械能守恒的条件是什么？（二）新课教学小实验引入实验教学教师活动：在学生开始做实验之前，老师应强调如下几个问题（多媒体投影）：1、是否需要测量重物的质量？选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什 么？2、在安装打点计时器时应注意什么？为什么？3、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？为什么？4、测量下落高度时，某同学认

5、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？5、该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是第一点 。为计时起点，。点的速度 应为零。怎样判别呢？可不可以回避此问题？学生活动：思考老师的问题，讨论、交流。选出组代表发表见解。1、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mi,而只需验证-v2 ghn就行了。22、打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用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

6、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。5、因为打点计时器每隔0.02 s打点一次，在最初的0.02 s内物体下落距离应为0.002 m ,所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2 mm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 =0.02 s.可以 回避我们可以选取A、B两点，比较它们的机械能 EA和ER若以点B为0势能点，则 一一、一 1 2 1 2一、 .一需验证：一 Vb - Va g hAB即可。22教师活动：听取学生汇报，点评，帮助学生解决困难。学生活动：学生进行分组实验。数据处理方法讨论，得出实验

7、结论；学生进行误差 分析，总结如何减小误差。教师活动：多媒体投影学生实验数据，及处理过程。总结提炼学生观点，适当发问。（三）课堂提升训练1、为进行“验证机械能守恒定律”的实验，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、在验证机械能守恒定律时，如果以为 ，v2纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘 2出的图线应是 ,才能验证机械能守恒定律，其斜率等于 的数值。板书设计实验：验证机械能守恒定律一、实验方法验证自由落体运动中机械能守恒二、要注意的问题三、速度的测量四、描点作出v2 h图线五、实验的误差来源作业设计

8、在验证机械能守恒定律的实验中，使质量 m= 0.30 kg的重物自由下落，打点计时 器在纸带上打出一系列的点，已知打点计时器每隔 T= 0.02 s打一个点，当地的重力 加速度为g=9.8 m/s2.(1)同学甲选取一条纸带如图所示，在点迹较清晰的部分选取某点O作为起始点,图中A、B、C、D为纸带上选取的四个连续点.根据vC=h1 + h22T计算出C点的速度，然1后利用mgh=/位验证机械能守恒定律，这样处理存在的错误是(2) 同学乙利用同学甲的纸带测量出：O& 15.55 cm, OC= 19.20 cm, OD-23.23 cm.根据测量数据计算重物和纸带下落的加速度a =m/s

9、2,进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力Ff =N.(3)同学内通过实验得到一条纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下第一个点 1一，一 的距离h,算出了各计数点对应的速度 v,以h为横轴，以v2为纵轴回出了如图6所 示的图线，图线未过原点。.试分析同学内在实验操作过程中可能出现的问题是(3)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能m/s2 (保留三位有效数字)；若当地的重力加速度g = 9.80 m/s2 ,根据作守恒定律.该同学经正确操作得到打点纸带，在纸带后 段每两个计时间隔取一个计数点，依次为 1、2、3、4、5、6、7,测量各计数点到第一个点的距离h,并正确求出打相应点时的速度 v.各计数点对应的数据见下表数点1234567h/m0.3170.3680.4230.4810.540.6050.676v/m - s-12.4752.652.8252.9253.13.43.625v2/m2 - s-26.1267.0237.9818.5569.6111.5613.14出的图线，能粗略验证自由下落的重锤机械能守恒的依据是 教学评价:现在我校在物理教学中对实验探究的重视程度都有所提高。学生的实验操作能力也较前几届有所增强。这对提高我校物理的教学质量，培养学生的能力，有着很好的促 进作用。验证机械能守