《《實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》教案設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《《實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》教案設(shè)計(jì)（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)（三維五環(huán)教學(xué)模式） 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 黑龍江雙鴨山市田家炳中學(xué) 張嬌月 實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 【教學(xué)目標(biāo)】 知識(shí)與技能 1、會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度。 2、掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。 3、通過(guò)學(xué)生的獨(dú)立思考解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。 過(guò)程與方法 通過(guò)用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，體驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程和物理學(xué)的研究方法。 培養(yǎng)學(xué)生合作探究的精神。 情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂(lè)，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過(guò)親身實(shí)踐，樹(shù)立“實(shí)踐是檢驗(yàn) 真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀(guān)。培養(yǎng)學(xué)生的觀(guān)察和實(shí)踐能力，合作

2、能力，獨(dú)立思考的能力，發(fā) 現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。 【教學(xué)重點(diǎn)】 1、掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。 2、引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，培養(yǎng)學(xué)生合作探究的能力。 教教學(xué)難點(diǎn)】 1、如何設(shè)計(jì)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn) 2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差分析及如何減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法 【自主學(xué)習(xí)】 1、機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容是 — 2、能否設(shè)計(jì)一個(gè)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)過(guò)程？ 3、推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律在本實(shí)驗(yàn)中的具體表達(dá)式。 4、如何求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度va? 5、如何確定重物下落的高度？ 6、怎樣分析得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？ 【合作研學(xué)】 1、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想？實(shí)驗(yàn)中需要哪些器材? 2、本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟有

3、哪些？ 3、實(shí)驗(yàn)中有哪些注意事項(xiàng)？ 4、哪些環(huán)節(jié)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響？ 教學(xué)過(guò)程: 教師活動(dòng)：1、推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律在本實(shí)驗(yàn)中的具體表達(dá)式。 在圖1中，質(zhì)量為m的物體從O點(diǎn)自由下落，以地作零重力勢(shì)能面，下落 過(guò)程中任意兩點(diǎn) A和B的機(jī)械能分別為: EA=1mvA mghA, EB=gmv2 mghB 如果忽略空氣阻力，物體下落過(guò)程中的機(jī)械能守 恒，于是有 1 _ 2 __, 1 _ 2 __, Ea=eb,即一mvA mghA = — mvB mghB 2 2 1 2 1 2 上式亦可與成 一 mvB mvA mghA mghB 右 說(shuō)明，物體重力勢(shì)能的減少等

4、于動(dòng)能的增加。 為了方便，可以直接從開(kāi)始下 該式左邊表示物體由 A到B過(guò)程中動(dòng)能的增加， 邊表示物體由A到B過(guò)程中重力勢(shì)能的減少。等式 -6 - 落的O點(diǎn)至任意一點(diǎn)（如圖 1中A點(diǎn)）來(lái)進(jìn)行研究，這時(shí)應(yīng)有: 1 2 —mvA mgh ----本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表 達(dá)式，式中h是物體從O點(diǎn)下落至A 點(diǎn)的高度，va是物體在 A點(diǎn)的瞬時(shí)速 度。 h4 圖2 2、如何求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度va? 根據(jù)做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體在某一段時(shí) 間t內(nèi)的平均速度等于該時(shí)間中間時(shí)刻 的瞬時(shí)速度可求出 A點(diǎn)的瞬時(shí)速度va。 圖2是豎直紙帶由下而上實(shí)際打點(diǎn)后 的情況。從O點(diǎn)開(kāi)始依次取點(diǎn)1,2, 3,…

5、…圖中S1, S2 , S3, 分別為0? 2點(diǎn)，1?3點(diǎn)，2?4點(diǎn)…… 各段間的 距離。 s 根據(jù)公式v — , t=2 X 0.02 s （紙帶上任意兩個(gè)相鄰的點(diǎn)間所表小的時(shí)間都 是0.02s）,可求出各段的平均速度。這些平均速度就等于是 1, 2, 3,…… 各點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度 V1, V2, V3,……. 3、如何確定重物下落的高度？ 圖2中hi, h2, h3,……分別為紙帶從 O點(diǎn)下落的高度。 根據(jù)以上數(shù)值可以計(jì)算出任意點(diǎn)的重力勢(shì)能和動(dòng)能，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒 定律。 教師引導(dǎo)學(xué)生思考下列問(wèn)題： 1、該實(shí)驗(yàn)中選取被打點(diǎn)紙帶應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是第一點(diǎn) O為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，O

6、點(diǎn)的速度應(yīng)為零。 怎樣判別呢？ 2、是否需要測(cè)量重物的質(zhì)量？ 3、在架設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)注意什么？為什么？ 4、實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？為什么？ 5、測(cè)量下落高度時(shí)，某同學(xué)認(rèn)為都必須從起始點(diǎn)算起，不能弄錯(cuò)。他的看法正確嗎？為了 減小測(cè)量h值的相對(duì)誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好，還是近些好？ 學(xué)生活動(dòng)：思考老師的問(wèn)題，討論、交流。選出代表發(fā)表見(jiàn)解。 1、因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔 0.02 s打點(diǎn)一次，在最初的 0.02 s內(nèi)物體下落距離 應(yīng)為0.002 m ,所以應(yīng)從幾條紙帶中選擇第一、 二兩點(diǎn)間距離接近兩年 2 mm 的紙帶進(jìn)行測(cè)量；二是在紙帶上所選的點(diǎn)就是

7、連續(xù)相鄰的點(diǎn)， 每相鄰兩點(diǎn)時(shí) 間間隔t =0.02 s. 2、因?yàn)椴恍枰牢矬w在某點(diǎn)動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，所以不必測(cè)量物體 1 的質(zhì)量m,而只需驗(yàn)證1V2 ghn就行了。 2 3、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以盡量減少 重物帶著紙帶下落時(shí)所受到的阻力作用。 4、必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后才能松開(kāi)紙帶讓重物下落。 5、這個(gè)同學(xué)的看法是正確的。為了減小測(cè)量 h值的相對(duì)誤差，選取的各個(gè) 計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好。 教師活動(dòng)：聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)，點(diǎn)評(píng)，幫助學(xué)生解決困難。 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 教師選擇實(shí)驗(yàn)構(gòu)思較好的小組在臺(tái)上演示實(shí)驗(yàn)，由小組成員講出實(shí)驗(yàn)

8、的原理，實(shí)驗(yàn)的步驟， 以及數(shù)據(jù)的處理方法。再由其它組的成員共同探討實(shí)驗(yàn)的合理性。 梯練固學(xué) 1、為進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，有下列器材可供選用：鐵架臺(tái)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，復(fù)寫(xiě) 紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導(dǎo)線(xiàn)，電鍵，天平。其中不必要的器材有： ;缺少的器材是 。 2、物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受 力作用，其機(jī)械能守恒，若物體自由下 落H高度時(shí)速度為 V,應(yīng)有MgH=,故只要gH=1/2V2成立，即可驗(yàn)證自由落體運(yùn) 動(dòng)中物體的機(jī)械能守恒。 3、在打出的各紙帶中挑選出一條點(diǎn)跡 ,且第1、2兩打點(diǎn)間距離接近 的紙帶。 4測(cè)定第N個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法是：測(cè)出與 N點(diǎn)相鄰的前、后兩段相等時(shí)間

9、T內(nèi)下落的距 離&和Sn+1,,有公式 Vn=算出。 5在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，如果以 v2/2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖線(xiàn) 應(yīng)是,才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其斜率等于 的數(shù)值。 6在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶如圖 3所示，其中A點(diǎn)為 打下的第一個(gè)點(diǎn)，0、1、2……為連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn)?，F(xiàn)測(cè)得兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為 si、 S2、S3、S4、S5、S6,已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的打點(diǎn)時(shí)間間隔均為 T。根據(jù)紙帶測(cè)量出的距離及打 點(diǎn)的時(shí)間間隔，可以求出此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中重錘下落運(yùn)動(dòng)的加速度大小表達(dá)式為。 在打第5號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬日速度大小的表

10、達(dá)式為。要驗(yàn)證機(jī)械 能守恒定律，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選擇打下第 號(hào)和第 號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的 紙帶，如圖4所示，。點(diǎn)為重錘下落的起點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)為 A、B、C、D,各計(jì)數(shù)點(diǎn)到 O 點(diǎn)的長(zhǎng)度已在圖上標(biāo)出，單位為毫米，重力加速度取 9.8m/s2,若重錘質(zhì)量為1kg。 ①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出 B點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度 Vb=m/s,重錘的動(dòng)能EkB= J。 (0 1 2 c 單位：mm ，????? ? ? ? ? ? ? \ ， 314 705 1― —6 圖4 ②從開(kāi)始下落算起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打 B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能減小量為 Jo ③根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘從靜止開(kāi)始到打出 B點(diǎn)的過(guò)程中， 得到的結(jié)論是 【課堂小結(jié)】 思維方法是解決問(wèn)題的關(guān)鍵， 是物理教學(xué)的根本； 親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程， 自主 思考問(wèn)題是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵， 離開(kāi)了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)， 物理教學(xué)就成了死記硬背的 書(shū)本知識(shí)。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了一句空話(huà)。 在本堂課的教學(xué)中教師不應(yīng)講解過(guò)多， 應(yīng)引導(dǎo) 學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。培養(yǎng)學(xué)生自己解決問(wèn)題的能力。