《實驗：驗證機械能守恒定律》教學設計

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上實驗：驗證機械能守恒定律教學設計本實驗屬驗證性學生實驗，實驗目的是利用重物的自由下落驗證機械能守恒定律，要掌握實驗方法和技巧、實驗數(shù)據的采集與處理，分析實驗誤差，從而不僅從理論上了解機械能守恒定律，而且通過實際觀測從感性上增加認識，深化對機械能守恒定律的理解。教材中介紹了測量瞬時速度的更為簡單而準確的方法，要明白其道理。然而作為教者，卻不能生硬對教材“惟命是從”，實際操作中可對裝置中計時器的安裝稍作改進降低計時器高度，這樣一來雖然紙帶的利用率降低，但其有效長度的利用仍然是足夠的。 【教學目標】 1理解實驗的設計思路，明確實驗中需要測量的物理量。&#

2、160;2知道實驗中選取測量點的有關要求，會根據實驗中打出的紙帶測定物體下落的距離，掌握測量物體運動的瞬時速度的方法。 3能正確進行實驗操作，能夠根據實驗數(shù)據的分析中得出實驗結論。 4能定性地分析產生實驗誤差的原因，并會采取相應的措施減小實驗誤差。 【教學重點】 驗證機械能守恒定律的實驗原理。 【教學難點】 驗證機械能守恒定律的誤差分析及如何減小實驗誤差的方法。 【教學方法】 探究、講授、討論、學生分組實驗、練習。 【教學手段】 多媒體教學。 【教學用具】 多媒體課件（配套設

3、備）、電火花計時器、重物（質量300g±3g）、紙帶、鐵架臺、燒瓶夾、電源。 【教學過程】 復習&引入 上節(jié)課我們學習了機械能守恒定律，掌握了機械能守恒定律的條件和公式。這節(jié)課我們通過實驗來驗證一下機械能守恒定律。 一、實驗介紹 1實驗目的：驗證機械能守恒定律。 2實驗原理：本實驗驗證極其簡單情形下的機械能守恒自由落體運動。而且，針對的是及其特殊的過程從釋放點到某位置。 計量重力勢能的改變時，只要測量出過程越過的高度，結合當?shù)氐闹亓铀俣燃纯?。計量動能改變時，啟用了打點計時器根據打出的紙帶求末狀態(tài)的瞬時速度

4、（依據“勻變速運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度”）。 二、實驗步驟 1按圖安裝實驗器材，電源接學生電源，并將輸出電壓調至46V交流。接通電源前，用手提升紙帶至重錘靠近打點計時器處。  2先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落。關閉電源，取下紙帶備用。 3重復步驟2兩次，打出3條紙帶。 4取點跡清晰，且第一、二點距離接近2mm的紙帶進行測量。先將第一點記為O點，然后在紙帶上任取5個連續(xù)的點（或間隔點數(shù)相同的點）12345 ，如下圖所示。  5驗證O點到2點過程機械能守恒的方程為：mgh2 =m

5、，其中T為1點到2點（或2點到3點）之間的時間間隔，如果在誤差允許的范圍內等式成立，試驗就是成功的。同理，可以驗證O點到3點過程、O點到4點過程的機械能是否守恒。 6拆下器材，放回原處。 三、數(shù)據處理&分析 好，依據剛才的實驗，我們采集整理以下信息：數(shù)據 序號下落高度hn（m）瞬時速度vn（m/s）減少的重力勢能mghn（J）增加的動能m（J）1    2    3    4    5&#

6、160;    實驗結論： 在實驗誤差允許的范圍內，重錘減少的重力勢能      增加的動能，所以，總的機械能是          。 過渡：另外，我們還有一些細節(jié)問題需要特別注意，下面一起來匯總。 注意事項： 1本實驗中的阻力（空氣阻力、紙帶阻力）是客觀存在的，只有當重錘的重量足夠大，才能確保阻力遠小于重力，近似滿足機械能守恒的條件。 2如果我們

7、得到的式子是mgh2m，是正常的，因為有介質阻力作負功；反之，如果得到mgh2m，則說明實驗有問題。 3取第一、二點間距為2mm進行數(shù)據處理的道理是：只有當振針抬起的一刻釋放紙帶，才會有第一、二點之間的距離為2mm ，反之，如果振針運動到空中時釋放紙帶，則第一、二點之間的距離必然會小于2mm（因為運動時間不足002s）。對于第二種情形，則相當于初速度打第一點時初速度不為零（事實上是“小于”零），所以不是本實驗所規(guī)定的考查過程。 很顯然，如果我們考查的是中途的任意兩點之間的過程，則2mm的這個要求是不必要的。 4本實驗不需要測量重錘的質量。 5重

8、力加速度不能取10m/s2 ，因為這是一個考查實際重力勢能變化的問題。加速度也不能通過紙帶求出，如果是這樣，我們所驗證的守恒關系將是一個恒等關系從理論的角度看，本實驗可以這樣看：重錘的加速度從多大的程度接近重力加速度，就是過程從多大程度上滿足機械能守恒定律。 四、課堂小結 本節(jié)課主要學習了：1實驗目的：用自由落體運動驗證機械能守恒。2紙帶的選取及重物速度的測量方法。3實驗的誤差來源及注意事項。希望同學們課后將整個流程溫習一遍后再認真回憶一下實驗注意事項，畢竟，細節(jié)決定成敗。 五、作業(yè)布置 1完成實驗報告； 2教材“問題與練習”第1、2題上作業(yè)本。 【教學反思】 作為實驗課的教后感，酸甜苦辣均有，更加深刻！講實驗，背實驗，在黑板上畫實驗均不能代替學生親手做實驗。上好實驗課的一個重要前提是要有耐心。部分學生連日常生活起居也許還需要特別照顧，那若本著“因材施教”的原則，這部分學生的物理實驗課應讓其達到何等的知識、技能、道德標準，令人費解！一半學