实验：验证机械能守恒定律教学设计设计思想高三教学中，以往比较重视实验结果，而轻视过程，针对学生背实验，记实验现状；在新课程三维目标教学理念的指导下，我将突破以教师为中心，开展以学生实验为中心，以教师引导、小组合作为主要方式的实验探究。实验教学注重学生学习过程的体验。培养学生善于提出实验需要研究的问题，尝试对物理实验结果进行预测判断，主动思考解决问题的办法，灵活地应用物理学的思想与方法有效地解决问题，能正确地表述实验结果，并对实验数据和结果进行科学地分析和评估。 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，为今后学习动量守恒、电荷守恒等守恒定律打下基础，起到了承上启下的作用。但这种思想和有关的概念、规律，由于其抽象性强，学生要真正的掌握和灵活运用还是很困难。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深刻的认识。学情分析 学生已经掌握了动能、重力势能等概念以及动能定理、机械能守恒定律等定理、定律；知道功是能量转换的量度以及机械能守恒的条件。学生已具备一定的实验操作技能，会用打点计时器等实验仪器。具备一定的数据处理能力。因此，在本节的教学中，应注意知识的深化和科学研究方法、情感态度的教育，避免知识的简单重复和没有新意。教学目标：（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。教学重点：掌握验证机械能守恒定律的实验原理。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。教学方式：教师启发、引导，学生自主设计实验方案，亲自动手实验，并讨论、交流学习成果。教学用具：重物、电磁打点计时器以及纸带，复写纸片，低压电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺，小夹子。教学流程图复习回顾，新课引入师生互动，学生分析讨论学生分组实验得出实验结论误差分析学生数据处理方法探究能力提升训练教学过程（一）复习回顾1、什么叫做机械能守恒定律?2、机械能守恒的条件是什么?（二）新课教学小实验引入实验教学教师活动：在学生开始做实验之前，老师应强调如下几个问题（多媒体投影）：1、是否需要测量重物的质量？选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？2、在安装打点计时器时应注意什么？为什么？3、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？为什么？4、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？5、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？可不可以回避此问题？学生活动：思考老师的问题，讨论、交流。选出组代表发表见解。1、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，而只需验证就行了。2、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。3、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。4、这个同学的看法是正确的。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。5、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.可以回避我们可以选取A、B 两点，比较它们的机械能EA和EB。若以点B为0 势能点，则需验证：即可。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。数据处理方法讨论，得出实验结论；学生进行误差分析，总结如何减小误差。教师活动：多媒体投影学生实验数据，及处理过程。总结提炼学生观点，适当发问。（三）课堂提升训练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。板书设计实验：验证机械能守恒定律 一、实验方法 验证自由落体运动中机械能守恒 二、要注意的问题 三、速度的测量 四、描点作出图线五、实验的误差来源作业设计在验证机械能守恒定律的实验中，使质量m0.30 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，已知打点计时器每隔T0.02 s打一个点，当地的重力加速度为g9.8 m/s2.(1)同学甲选取一条纸带如图所示，在点迹较清晰的部分选取某点O作为起始点，图中A、B、C、D为纸带上选取的四个连续点根据vC计算出C点的速度，然后利用mghmv验证机械能守恒定律，这样处理存在的错误是_ (2)同学乙利用同学甲的纸带测量出：OB15.55 cm，OC19.20 cm，OD23.23 cm.根据测量数据计算重物和纸带下落的加速度a_m/s2，进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力Ff_N.(3)同学丙通过实验得到一条纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以v2为纵轴画出了如图6所示的图线，图线未过原点O.试分析同学丙在实验操作过程中可能出现的问题是_（3）某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律该同学经正确操作得到打点纸带，在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点，依次为1、2、3、4、5、6、7，测量各计数点到第一个点的距离h，并正确求出打相应点时的速度v各计数点对应的数据见下表数点1234567h/m0.3170.3680.4230.4810.540.6050.676v/ms12.4752.652.8252.9253.13.43.625v2/m2s26.1267.0237.9818.5569.6111.5613.14请在坐标图中，描点作出v2 - h图线；由图线可知，重锤下落的加速度g = _ m/s2（保留三位有效数字）；若当地的重力加速度g = 9.80 m/s2，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的重锤机械能守恒的依据是_教学评价：现在我校在物理教学中对实验探究的重视程度都有所提高。学生的实验操作能力也较前几届有所增强。这对提高我校物理的教学质量，培养学生的能力，有着很好的促进作用。验证机械能守恒的数据处理方法有很多种；鼓励学生用图像法来验证，画出图像，讨论其纵坐标，横坐标，化曲为直思想。以及斜率的物理意义，有无过原点，从图像总结实验结论；误差分析，操作有无错误。让学生学会推广实验图像。回顾这节课，我深刻地悟出了这样的道理，教师的作用不是告诉学生什么，而是恰到好处地引导学生自己去探究去思考！1 第 页 共4页