学生实验教学内容

《实验：验证机械能守恒定律》教学设计

柳州市融安县高级中学物理教师：郑磊

《验证机械能守恒定律》，是高中物理人教版必修2第7章第9节的内容。下面，我将从教材、学情分析，实验教学目标，实验内容设计，实验方法设计，实验教学过程设计，教学反思与自我评价六个方面来进行我的教学设计。 一﹑教材分析、学情分析：

1、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之一，在高考力学实验中也占有比较重要的地位。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更深刻的认识和理解。

2、学情分析

知识层面：已学习了机械能守恒定律的理论知识。

能力方面：学生已在探究《匀变速直线运动规律》和《牛顿运动定律》的实验中，学会使用打点计时器以及直尺等实验仪器，具备一定的实验操作技能和分析处理数据的能力。

二、实验教学目标 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）掌握证机械能守恒定律的实验原理。 过程与方法：经历实验设计的过程与物理学的研究方法。

情感态度与价值观：通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神，培养学生实事求是的态度和正确的科学观。 三﹑实验内容设计 实验内容主要包括学生自主设计实验方案，用打点计时器按正确的实验步骤和技巧打下纸带，对实验数据进行采集和处理，并对实验误差进行分析。通过这次实验可以深化学生对机械能守恒定律的认识以及培养学生科学的严谨态度和实践能力。

四﹑实验方法设计 实验采用落体法进行实验。用打点计时器打下纸带，测出重物下降的高度，计算相应的速度，然后代入相关公式计算，判断机械能是否守恒。通过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。 五、教学过程设计 （一）亮标、导入新课

亮标【课件投影教学目标】 1、回忆复习 机械能守恒定律的内容和表达式是什么？ 2、创设情境 请同学们计算作答：在图1中，质量为m的物体从O点自由下落，忽略空气阻力，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点A和B的机械能分别为多大？机械能是否守恒？ 3、导入新课 如何通过实验来验证自由落体的机械能守恒定律呢？

这节课我们通过设计实验，通过探究自由落体运动过程中能量的变化来验证机械能守恒定律

（二）自主学习与合作探究

（1）自主学习：指导学生阅读教材内容，了解本节课要学习的内容，找出利用自由落体运动验证机械能守恒定律的方法，弄清实验原理。

（2）合作探究（学生思考后分组交流讨论）

1、该实验的原理是什么，需要测量哪些物理量，如何测量，实验需要什么器材，并提出解决方案。

2、重物下落的过程中除受重力外，还受到哪些阻力？怎样减少这些阻力对实验的影响？

3、重物下落时最好选择哪两个位置作为过程的开始和终结位置？这些位置的速度怎样计算？

4、选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？

5、质量是否为本实验必须测量的量？

（3）学生实验操作

【实验器材】铁架台(带铁夹)、电火花计时器或打点计时器；重锤(带纸带夹)；纸带(数条)复写纸片、导线、毫米刻度尺、低压交流电源．

【实验步骤】①安装置：按图2将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路．

②打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3次～5次实验．

③选纸带：选取点迹较为清晰且有两点间的距离约为2 mm的纸

带，把纸带上打出的两点间的距离为2 mm的第一个点作为起始点，记作O，在距离O点较远处再依次选出计数点1、2、3、4、5…

④测距离算速度：用刻度尺测出O点到1、2、3、4、5…的距离，即为对应下落的高度h1、h2、h3、h4、h5…，用vn＝速度。

【记录数据】

【实验注意事项】通过实际操作过程体会总结实验注意事项。

（三）教师精讲与求是

教师根据学生的讨论和实验过程引导学生分析总结：

实验原理：通过实验，求出物体在自由下落过程中，重力势能的减少量与相应过程动能的增加量，若二者相等，机械能守恒定律就得到验证。依据实验原理进行正确的实验操作，选取纸带，记录数据，然后根据匀变速直线运动的规律，推导瞬时速度的求解方法。强调实验过程应注意的事项及理由。

教师再利用多媒体展示几组数据进行点评，指导学生观察表格中的数据从实验原理、过程、测量方法、读数、计算等方面进行误差分析。 归纳总结出结论：在误差允许的范围内，物体减少的重力势能等于它增加的动能，可见物体机械能守恒。

（四）、课堂巩固与迁移运用 训练1、训练2 （五）、课堂小结与检测

1.用自由落体运动验证机械能守恒。

hn＋1－hn－1

计算2T

2.纸带的选取及重物速度的测量方法。

3.实验的注意事项及误差主要来源。

六﹑教学反思与自我评价 本节课我运用了直观教学和活动探究的教学方法，让学生从理论和实验两方面充分体验了一个科学结论得出的过程。在活动探究过程中我主要抓住了实验方案的设计、实验信息的收集与处理、学生实验的参与等几个环节，放手让学生自主探索的学习，充分体现了以“教师为主导，学生为主体”的课堂模式。通过活动探究，让学生主动参

与到知识形成的整个思维过程，体会学习的快乐，激发学习的欲望，

使学生在积极、愉快的课堂氛围中提高自己的认识水平，从而达到预期的教学效果。