粵教版高中物理必修二 4.5 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律-教案設(shè)計(jì)

粵教版高中物理必修二驗(yàn)證機(jī)械能守恒定-案設(shè)計(jì)物粵版一級修第章教設(shè)（）《驗(yàn)證機(jī)能守恒定律【教內(nèi)】廣東教育出版社出版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科物理必修2第《械能和能源》第五節(jié)《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》教學(xué)【教分】1．教材分析機(jī)械能守恒定律是力學(xué)中的一條重要規(guī)律，本節(jié)要求學(xué)生從實(shí)驗(yàn)誤差、實(shí)驗(yàn)條件和安全問題等方面設(shè)計(jì)一個驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)方案學(xué)的能力要求較高師結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，及時給予指導(dǎo)和幫助，通過適當(dāng)?shù)匿亯|來降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。2．學(xué)情分析由于學(xué)生很少獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，因此，老師可以通過舉例說明來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思考有時甚至可以列幾種實(shí)驗(yàn)方案學(xué)生進(jìn)行分析和討論然后決定采用其中一種方案?！窘棠俊恳恢c能．知道機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容和意義。應(yīng)向?qū)W生說明定律有兩層意思：一是動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化；二是總機(jī)械能守恒。．知道機(jī)械能守恒的條件：只有重力和彈力做功，只發(fā)生動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。二過與法通過這個開放型實(shí)驗(yàn)，了解學(xué)生對所學(xué)知識的掌握和靈活應(yīng)用程度，了解學(xué)生對實(shí)驗(yàn)儀器的作用和使用的掌握情況。根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，了解學(xué)生對機(jī)械能守恒條件的理解程度，學(xué)會怎樣減小實(shí)驗(yàn)誤差。通過實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生學(xué)會處理和解決實(shí)際問題的一般思路和方法。三情、度價(jià)觀通過這個開放型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索能力。通過匯報(bào)與交流，使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)方案的不足，實(shí)際操作的不便，促使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行改進(jìn)，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性?！窘讨?、點(diǎn)設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律?！窘谭健繉?shí)驗(yàn)驗(yàn)證法、觀察比較法【教類】實(shí)驗(yàn)課【教媒】各種多媒體教學(xué)軟件【實(shí)驗(yàn)材】導(dǎo)線和電源等。

鐵架臺(帶鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時、直尺、重物、紙帶、復(fù)寫紙片、【學(xué)程一復(fù)提，入課師前面我們學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒律能守恒定律的內(nèi)容是什么？表達(dá)式是什么？滿足的條件是什么？這節(jié)課我們要設(shè)計(jì)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行實(shí)際操作。板書：第四章機(jī)械和能源/8粵教版高中物理必修二驗(yàn)證機(jī)械能守恒定-案設(shè)計(jì)第五節(jié)驗(yàn)證械能守恒定律二進(jìn)科探．提問師：1.本驗(yàn)通過物體的什么運(yùn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒？2.證得到什么結(jié)果就可以說明物體的機(jī)械能守恒？求力勢能的減少量需要測量什么量能的增加量需要測量什么量？需要什么器材？生：本節(jié)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證機(jī)械能守恒定律，可通過物體的自由落體運(yùn)動來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；若物體減少的重力勢能等于物體增加的動能，就可以說明物體的機(jī)械能守恒；實(shí)驗(yàn)中以過測量物體下降高度來求出物體減少的重力勢能過求出始末的速度來知道物體增加的動能。．設(shè)實(shí)方生：（1）實(shí)驗(yàn)原理：在自由落體運(yùn)動中，物體的重力勢能和動能互相轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變用打點(diǎn)計(jì)時器記錄物體運(yùn)動的位置根紙帶記錄的點(diǎn)跡求出物體的速度體下落過程中受到打點(diǎn)時器的阻力和空氣阻力了使物體在下落過程中受到的各種阻力可以忽略必加大物的質(zhì)量所以實(shí)驗(yàn)用質(zhì)量較大的重錘果重錘從靜止開始下落高度h時速度增大到，由機(jī)械能守恒應(yīng)該有mgh＝mv/2。（2）實(shí)驗(yàn)器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時器、低壓交流電源、紙帶、復(fù)寫紙、重物（附紙帶夾子）、刻度尺、鐵架臺、導(dǎo)線。．實(shí)操教師提醒：注意機(jī)械能守恒定律的條件，盡可能減少誤差。生：實(shí)驗(yàn)步驟：（1）按圖1所裝置安裝好電磁打點(diǎn)計(jì)時器并用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時器接在4～6V的交流電源上；）將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器，紙帶下端用夾子與重物相連，手提紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時器的地方；（3）先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)；（4更換紙帶，重復(fù)上述步驟；

圖（5）在取下的紙帶中挑選第一二兩點(diǎn)間距接近2mm且跡清晰的紙帶測量，記下起點(diǎn)位置Ｏ，再挑選五個連續(xù)的點(diǎn)，標(biāo)明１、２、３、４、５，用刻度尺量出各點(diǎn)距Ｏ點(diǎn)的距離h、h、h）用公式v=(h—h)/2T計(jì)算各點(diǎn)的速度（7）計(jì)算各點(diǎn)對應(yīng)的勢能減少量eq\o\ac(△,E)eq\o\ac(△,)和動能增加E進(jìn)行比較。．設(shè)表、錄據(jù)教師提醒：注意有效位數(shù)。/8粵教版高中物理必修二驗(yàn)證機(jī)械能守恒定-案設(shè)計(jì)-1速度v(m.s)

動能變化量E

K

下降距離h(m)重做功W

比較W與⊿E

K．?dāng)?shù)處、差析教師提醒：可用列表法、作圖法處理。安裝打點(diǎn)計(jì)時器時，兩紙帶限位孔必須在同一豎直直線上，以減小紙帶與限位孔的摩擦阻力。實(shí)驗(yàn)時，必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時器工作正常后才能松開紙帶讓重錘下落。選用密度較大的物體作重錘，以相對減小空氣阻力的影響，實(shí)驗(yàn)中無需測出重錘的質(zhì)量，可保留在驗(yàn)證式中。測量下落高度時，都必須從起始點(diǎn)算起，不能搞錯。為了減小測h值相對誤差，選取的各計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)些，紙帶也不宜過長，約50cm即。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)挑選第一二兩點(diǎn)間距近2mm的紙帶而不是使用＝gt計(jì)算點(diǎn)的速度，應(yīng)根據(jù)中間時刻的瞬時速度與全程平均速度的關(guān)系求解。（6實(shí)中由于空氣阻力及其阻力的存在，測出的物體動能的增加量應(yīng)小于重力勢能的減少量。．應(yīng)師：例題分析與補(bǔ)充訓(xùn)練……例題：某同學(xué)在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，不慎將一條選擇好的紙帶的前面部分損壞，剩下的一段帶上各點(diǎn)間的距離測出并標(biāo)在紙帶上，如圖2所示已打點(diǎn)０

１２３４５６

3.60

4.30

單位：圖計(jì)時器的周期為0.02s，重力加度為g=9.8m/s。證明在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒。補(bǔ)充練習(xí)：1.關(guān)于驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的下說法中，哪些是正確的？（）/8粵教版高中物理必修二驗(yàn)證機(jī)械能守恒定-案設(shè)計(jì)選用重物時，重的比輕的好。選用重物時，體積大的比小的好。選定重物后，可不測出它的質(zhì)量。重物所受的重力，應(yīng)遠(yuǎn)大于它所受的空氣阻力和紙帶受到打點(diǎn)計(jì)時器的阻力。2.使用電磁打點(diǎn)計(jì)時器驗(yàn)證機(jī)械守恒定律，由于摩擦力不可避免，則下述說法正確的是（）重物減少的重力勢能一定等于增加的動能。重物減少的重力勢能大于增加的動能。重物減少的重力勢能小于增加的動能。以上說法都有可能。3.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)：有如下器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時器；低壓電源；紙帶；帶夾子的重物；刻度尺；天平；鐵架臺。其中該實(shí)驗(yàn)不需要的器材____。實(shí)驗(yàn)時，松開紙帶與閉合電源開關(guān)的合理順序____________________。實(shí)驗(yàn)中從條打上點(diǎn)的紙帶挑選第一二點(diǎn)之間的距離接近__mm并點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測量。4.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時：如以V2/2為縱軸，以橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的V2/2－h(huán)圖線是__________________能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律－h(huán)圖線斜率等于___________的數(shù)值。5.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的驗(yàn)中知打點(diǎn)計(jì)時器所用電源的頻率為50Hz地重力加速度為＝9.8m/s2，得所用重物的質(zhì)量為200g。實(shí)驗(yàn)得到一條清晰紙帶，如圖3所，把第一個點(diǎn)記作O，另擇連續(xù)的四個點(diǎn)A、B、C、D為測量點(diǎn)，經(jīng)測量知道A、B、C、D各到O點(diǎn)距離分別為41.61cm、49.63cm和62.79cm，由此可知重物由O點(diǎn)動到C點(diǎn)重力勢能的少量等_______J錘經(jīng)過C點(diǎn)的速度為______m/s,動能的增加量為______J結(jié)果保留三位有效數(shù))/8粵教版高中物理必修二驗(yàn)證機(jī)械能守恒定-案設(shè)計(jì)O

ABCD圖3．交和結(jié)師生間、生生間回顧這節(jié)課我們在實(shí)驗(yàn)中遇到什么困難，又是怎樣解決的，今后在哪些方面進(jìn)行改進(jìn)……三作：成實(shí)驗(yàn)報(bào)告及后面的練習(xí)，預(yù)習(xí)第六節(jié)能量能量化守恒定律?！居洠旱谖骞?jié)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律可設(shè)計(jì)多種方案，但要盡量結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有儀器，實(shí)驗(yàn)時要特別注意滿足機(jī)械能守恒的條件，設(shè)法減少實(shí)驗(yàn)誤差。物粵版一級修第章教設(shè)（）《驗(yàn)證機(jī)能守恒定律【

教分與計(jì)想

】一教分本節(jié)是一個開放性較高的實(shí)驗(yàn)課，教材中并沒有直接告訴學(xué)生驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)方案而要求學(xué)生在前面所學(xué)識的基礎(chǔ)上立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并根據(jù)自己所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及加以改進(jìn)實(shí)以減少誤差節(jié)重在讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)的探究過程養(yǎng)學(xué)生的自主性，合作性，體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和成功的樂趣。二設(shè)思本實(shí)驗(yàn)是一個開放性實(shí)驗(yàn)，有多種實(shí)驗(yàn)方案，但考慮到學(xué)生的能力水平，考慮到前面學(xué)生所掌握的知識能力在前讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時就明確規(guī)定學(xué)生是用自由落體運(yùn)動實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證明機(jī)械能守恒，讓學(xué)生能從一個方向入手，另外考慮到部分能力較強(qiáng)的學(xué)生，提出讓學(xué)生思考設(shè)計(jì)其它辦法來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的情況可能提供其它方法的實(shí)驗(yàn)器材滿了不同生學(xué)生的需要此外課教師要對學(xué)生所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告認(rèn)真批閱指導(dǎo)，為上課做好充分的準(zhǔn)備。課堂上，為了學(xué)生更好更有效地完成本實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)前就讓學(xué)生匯報(bào)交流課前設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告讓生在討論交流中斷改進(jìn)自己的實(shí)驗(yàn)方案少誤差為動手做實(shí)驗(yàn)做好充分的準(zhǔn)備。在實(shí)驗(yàn)過程教師主要從減少誤差和圖象法處理數(shù)據(jù)方法加以引導(dǎo)?！窘棠俊恳恢c能．知道機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容和意義。．知道機(jī)械能守恒的條件：只有重力和彈力做功時，動能與勢能相互轉(zhuǎn)化。二過與法．通過本節(jié)開放性實(shí)驗(yàn)，了解學(xué)生對所學(xué)知識掌握和靈活應(yīng)用程度，了解學(xué)生對實(shí)驗(yàn)儀器的作用和使用的掌握情況。．根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，了解學(xué)生對機(jī)械能守恒條件的理解程度，學(xué)會處樣減少實(shí)驗(yàn)誤差。/8粵教版高中物理必修二驗(yàn)證機(jī)械能守恒定-案設(shè)計(jì)三情、度價(jià)觀．通過對實(shí)驗(yàn)報(bào)告的匯報(bào)、討論交流，使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)方案的不足，使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行改進(jìn)，從而提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。．通過本實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考的能力和探索能力?！窘讨亍浚ㄟ^對課前設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的匯報(bào)、討論、交流，了解實(shí)驗(yàn)方案的不足，對實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行改進(jìn)。．檜查學(xué)生對所學(xué)知識的掌握和靈活應(yīng)用程度，了解學(xué)生對實(shí)驗(yàn)儀器的使用的掌握情況。．掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析?！窘屉y】．學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過匯報(bào)、討論、交流，了解實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟的不足，并加以改進(jìn)。．如何用圖象法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。【教方】討論交流法、實(shí)驗(yàn)法【教用】電火花打點(diǎn)計(jì)時器、交流電、紙帶、重錘、夾子、鐵架臺、刻度尺等【學(xué)程課準(zhǔn)：思考機(jī)械能守恒定律成立的條是什么？數(shù)學(xué)表達(dá)式如何？從能量轉(zhuǎn)化的角度看械能守恒定律又可如何表示？驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律在測量的物理量有哪些？在這些量中直接測量的有哪些？間接測量的有哪些？如何測量？要求以人為一小組設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)用自由落體運(yùn)動來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律并初步設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材和裝置、實(shí)驗(yàn)過程和步驟、數(shù)據(jù)記錄與分析。并思考能否設(shè)計(jì)其它實(shí)驗(yàn)用另外的方法來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律？教師認(rèn)真批閱學(xué)生初步設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告解學(xué)生對機(jī)械能守恒條件的掌握程度解學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性，方便課堂上準(zhǔn)確有效地指導(dǎo)學(xué)生。實(shí)驗(yàn)室提供的儀器：電火花打點(diǎn)計(jì)時器、交流電、紙帶、重錘、夾子、鐵架臺、刻度尺（每小組有）如果學(xué)生能設(shè)計(jì)出其它方法來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律用氣墊導(dǎo)軌用平拋運(yùn)動的方法等，如果所需的器材實(shí)驗(yàn)有，則可給個別小組多提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材。一、復(fù)引（分）師械守恒定律成立的條件什么？數(shù)學(xué)表達(dá)式如何？從能量轉(zhuǎn)化的角度看械能守恒定律又可如何表示？生：師：本節(jié)我們就用大家設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。二科探過師機(jī)能守恒定律在測量的物理量有哪些？在這些量中直接測量的有哪些？間接測量的有哪些？如何測量？．匯交實(shí)方（分鐘）師下我們請一個小組的代表來說說你們設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告他學(xué)認(rèn)真聽并找出自己小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告有哪些不同，哪種更合理更好，呆會請大家討論交流。/822粵教版高中物理必修二驗(yàn)證機(jī)械能守恒定-案設(shè)計(jì)生：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與分析學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，從減小誤差的角度找到更好的方法。．實(shí)過（10分）下面請大家通過剛才的討論交流，對你們小組所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)從減小誤差的角度加以改進(jìn)，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的器材完成本實(shí)驗(yàn)，并做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄。生：做實(shí)驗(yàn)，列表記錄數(shù)據(jù)。．實(shí)數(shù)的析10鐘師在理實(shí)驗(yàn)過程中數(shù)的析方法除了計(jì)算法有哪一種方法是更加形象直觀的？生：圖象法。師本驗(yàn)中我們是通過能量化的角度過比較什么量的變化來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的？生：勢能、動能的變化。師：勢能、動能的變化又與什么有關(guān)？生：下落的高度。師：所以用圖象法處理數(shù)據(jù)時，坐標(biāo)的縱軸、橫軸應(yīng)分別表示什么？生：縱軸表示：勢能、動能，橫軸表示：下落高度。師：勢能的大小與參考點(diǎn)的選取有關(guān)嗎？所以應(yīng)注意什么？生：有，必須選擇零勢點(diǎn)。師：請大家用計(jì)算法和圖象法對記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。．實(shí)結(jié)與驗(yàn)差析5分鐘）師：請大家繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告：寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并對實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的誤差進(jìn)行分析。．?。ǚ昼娫诒敬螌?shí)驗(yàn)過程中，你遇到了哪些困難？發(fā)現(xiàn)了哪些問題？又是如何克服和解決的？通過本實(shí)驗(yàn)，你是否驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律？通過完成這項(xiàng)研究，你有什么收獲和體會？三作．繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告．練習(xí)：（）在用電磁打點(diǎn)計(jì)時器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時器每打兩個相鄰點(diǎn)的時間間隔為0.02s中選

第一二最接近紙帶進(jìn)行測量。把第一個點(diǎn)記作，另選三個連續(xù)的點(diǎn)n-1，n+1，個點(diǎn)到0點(diǎn)離分別h1h，如2所示根據(jù)以上數(shù)據(jù)可算出重錘在n點(diǎn)的速度υ=,若算出v＝。說明生錘自由下落