课题研究优秀教学设计范文

第9节实验：验证机械能守恒定律（公开课教案）

主讲：王安平

本节教材分析

（1）三维目标

（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。

（2）教学重点

掌握验证机械能守恒定律的实验原理。

（3）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

（4）教学建议

本实验是一个综合性实验，综合前面所涉及到的纸带处理，瞬时速度的计算，阻力对结果的影响和误差分析等内容。误差主要来源于纸带数据的处理上,及点与点测量的读数上的误差和各种阻力产生的误差.还有注意必须先接通电源后放开纸带.以及起始点的选取，通过实验引导学生自行分析误差的产生原因和减小误差的方法，培养学生自行探究问题，处理数据的能力。

导入一: 师：上一节课我们学习了机械能守恒定律，我们首先采复习一下什么叫做机械能守恒定律?

生：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变．这叫做机械能守恒定律．

师：上一节我们分别根据牛顿运动定律和动能定理推导出机械能守恒定律，今天我们通过实验探究一下理论推导结果和实际情况是否一致。

导入二：

回顾：动能和重力势能的概念。

提问：什么是机械能？

情景创设（视频）：瀑布、跳高

请同学们根据提供的情景，描述它们的动能、重力势能是如何变化和转化的？

生：水从高处下落：水的重力势能转化为动能。

跳高：运动员向上跳高的过程中，动能减小，重力势能增加；减小的动能转化为增加的重力势能。向下则反之。

1

通过以上事例的分析，通过上节的学习我们知道减小的重力势能与增加的动能应该相等，是不是真正相等呢？

学生猜想：

现在就通过探究来验证我们的猜想是否正确！

提问：要探究一个物理问题可以从几方面来探究？

新课教学

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：

1、该实验中选取被打点纸带应注意两点：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注意什么？为什么？

4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？为什么？

5、测量下落高度时，某同学认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？

学生活动：思考老师的问题，讨论、交流。选出代表发表见解。

1、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. 2、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

m，而只需验证12vnghn就行了。

23、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。

4、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。

5、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，帮助学生解决困难。

学生活动：学生进行分组实验。

★课余作业

1、完成实验报告。

2

2、完成如下思考题：

（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v2／2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是

，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于

的数值。

（3）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如图3所示，其中A点为打下的第一个点，0、1、2……为连续的计数点。现测得两相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T。根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为____

_____。在打第5号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为___

_____。要验证机械能守恒定律，为减小实验误差，应选择打下第_________号和第__________号计数点之间的过程为研究对象。

（4）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图4所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。

①打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB=

m/s，重锤的动能EkB=

J。

②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为

J。

③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是

。

［参考答案：（1）不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺。（2）通过原点的直线、g.

（3）（s6+ s5+ s4- s3- s2

–s1）/9T 2，

（s5+ s6）/2T，1、5.

（4）①1.175，0.69，0.69 ②0.69，

③机械能守恒。］

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★教学体会

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了

板书设计：

7.9 实验：验证机械能守恒定律

一、实验方法

验证用自由落体运动中机械能守恒

二、要注意的问题

实验的误差来源

三、速度的测量

做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度

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