实验：验证机械能守恒定律机械能守恒定律1;.（1 1）教材分析）教材分析（4 4）教学过程分析）教学过程分析（3 3）实验目的及原理）实验目的及原理实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律（2 2）教法学法分析）教法学法分析2教材分析：1 1、本节课是人教版高中物理，必修、本节课是人教版高中物理，必修2 2第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律的第九节。的第九节。机械能守恒是本章的核心内容，在物理学理论和应用方面十分重要，但这种思想和有关规律，由于其抽象性、概念性强，学生要真正的掌握和灵活运用还是很困难。2、本节内容安排在学习机械能守恒定律之后，旨在学生了解定律适用条件的基础上，通过实验测量及对实验数据的分析处理，对机械能守恒定律应用范围有深刻的认识。一、教材分析一、教材分析 3 机械能守恒定律告诉我们，在只有重力或者弹力做功的系统，机械能守恒。 在实验中只需测出重锤下降的高度和对应的速度，然后代入相关公式计算就可验证。4知识层面：学生们通过前面学习，已经初步了解动能、势能的概念和机械能守恒定律的内容以及适用条件。能力层面：学生已会用打点计时器和刻度尺，初步具备一定的实验操作技能，和数据处理能力。 本实验通过纸带数据的分析方法，学生要达到验证机械能守恒的目的，巩固纸带法本实验通过纸带数据的分析方法，学生要达到验证机械能守恒的目的，巩固纸带法处理数据能力处理数据能力。学情分析学情分析5教学目标与重、难点教学目标与重、难点 教学目标教学目标1、实验验证机械能守恒定律；2、通过分组实验，提高学生动手能力、协作意识；3、进一步巩固利用纸带解决问题的能力。 重重 点：点： 验证机械能守恒定律 难难 点：点： 实验数据的处理与误差分析 6二、教法、学法分析二、教法、学法分析1、教法：采用启发式、实验探究式教学方法，借助多媒体辅助教学等。2、学法：让学生亲自参与实验方案设计，小组互助、互动交流得出实验的过程方法步骤。7实验目的：实验目的：验证机械能守恒定律。验证机械能守恒定律。三、实验目的及原理三、实验目的及原理 实验原理实验原理: : 在自由落体的运动中，比较重物在某一过程的初末状态动能变化与势能变化的多少，就能验证机械能是否守恒。初速度为081、创设情景、引入新情景、引入新课四、教学流程列举生活实例 在运动员跳水的过程，入水之前机械能是否守恒？如果不计空气阻力，机械能是否守恒？92、设计实验，验证规律律（1 1）探究确定研究方法）探究确定研究方法: :问题:如果让你设计一个实验来验证机械能守恒定律，你会怎样做？给出你的设计方案。学生的可能的回答有：如：自由落体、单摆、弹簧振子、物体沿光滑轨道下滑、各种抛体运动等等。设计意图：学生在预习学案基础上，提高设计能力，灵活运用所学知识解决问题的能力。分组讨论后，选取自由落体运动方案作研究！10（2 2）方案原理分析）方案原理分析问题1：用什么物体的什么运动过程可以验证机械能守恒定律？（重物自由下落）问题2：验证到什么结果就可以说验证了机械能守恒?（重物下落某过程Ep= Ek)问题3：如何测量自由落体运动中，物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量？（测量重物质量m,下落高度h，速度v）问题4：实验需要什么器材？（打点计时器等）设计意图:引导学生依据原理，自主挑选实验器材设计意图：引导学生对方案的原理进行分析，探究方案实施的具体细节，落实方案设计的目标。11打点计时器打点计时器打下点迹打下点迹纸带记录自由纸带记录自由落体信息落体信息带夹子的重物自由带夹子的重物自由下落下落？铁架台固定铁架台固定实验装置实验装置（3）实验器材）实验器材: 电火花打点计时器（或电磁打点计时器）、电火花打点计时器（或电磁打点计时器）、220V交流电源交流电源(或学生电源或学生电源)、重物、重物（300g5g）、）、 纸带、铁架台、刻度尺等纸带、铁架台、刻度尺等12;.按照课本所示装置安装打点计时器将纸带穿过计时器，下端与重物相连先接通电源后释放纸带更换纸带，重复以上步骤选择纸带，处理数据（4）实验步骤）实验步骤:133、数据的记录及处理、数据的记录及处理设计意图：指导学生挑选纸带方法，促使学生深入思考自由落体规律（1）怎样选纸带？）怎样选纸带？起始点起始点需要选择第需要选择第1、2两点间距接近两点间距接近2 mm的的点迹清晰的纸带点迹清晰的纸带( )。以打在纸带上的第以打在纸带上的第1个点作为起始点（初速度为零）个点作为起始点（初速度为零）14Onhnhn+1hn-1n+1n-1（2）怎样测定第）怎样测定第n个点的瞬时速度？个点的瞬时速度？平均速度法：平均速度法：TT15g9.8m/s2，T0.02s 数据数据序号序号 下落高度下落高度h(cm)瞬时速度瞬时速度v(m/s)重力势能减少量重力势能减少量mgh (J) 动能增加量动能增加量 (J) 123.32 227.75 332.52 437.75 543.30 设计表格，记录数据：设计表格，记录数据： 16(3)(3)、分析数据，得出结论、分析数据，得出结论数据数据序号序号 下落高度下落高度h(cm)瞬时速度瞬时速度v(m/s)重力势能减少量重力势能减少量mgh (J) 动能增加量动能增加量 (J) 123.32 2.10 0.69 0.66 227.75 2.30 0.82 0.79 332.52 2.50 0.96 0.94 437.75 2.70 1.11 1.09 543.30 2.88 1.27 1.24 方法1：表格法设计意图：利用表格法对比分析数据，培养学生观察归纳总结的物理思想。在误差允许范围内，重物下落中Ep=Ek ,即证机械能守恒！17数据数据序号序号 下落高度下落高度h(m)瞬时速度瞬时速度v(m/s) (m2/s2)10.232.10 2.2020.282.30 2.65 30.332.503.1340.382.70 3.6350.432.884.1560.490.384.72方法2：图像法由图可知直线斜率为由图可知直线斜率为9.699m/s2, ,在在误差允许范围内与误差允许范围内与g g近似相等。近似相等。18得出结论：得出结论： 在实验误差允许的范围内，物体自由下落时的重力势能和动能可以相互转化，但在实验误差允许的范围内，物体自由下落时的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。机械能的总量保持不变。 19（2）偶然误差：测量长度时会带来读数误差）偶然误差：测量长度时会带来读数误差,作图误差。作图误差。误差来源：误差来源：（1）系统误差：实验中重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，）系统误差：实验中重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量故动能的增加量Ek 必定稍小于势能的减少量必定稍小于势能的减少量 Ep。减小误差方法减小误差方法: (1)打点计时器安装时要竖直，同时打点计时器安装时要竖直，同时 必须使纸带与两限位孔在同一竖直线上；必须使纸带与两限位孔在同一竖直线上； (2)重物选用质量较大而体积小的物体重物选用质量较大而体积小的物体 (即密度大物体即密度大物体)。4、误差分析差分析？设计意图：锻炼学生寻找误差来源的能力，学会减小误差的方法20作作业设计写一份关于本节课实验的报告。写一份关于本节课实验的报告。21板书设计板书设计实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律一、实验目的：验证机械能守恒定律一、实验目的：验证机械能守恒定律二、实验原理：二、实验原理：三、实验器材：打点计时器等三、实验器材：打点计时器等四、实验步骤：四、实验步骤： 1 1、安装装置、安装装置2 2、穿纸带、穿纸带3 3、打纸带、打纸带4 4、换纸带、换纸带 5 5、挑选纸带、挑选纸带6 6、数据处理、数据处理五、误差分析五、误差分析来源：摩擦阻力，读数、作图误差来源：摩擦阻力，读数、作图误差减小：限位孔竖直共线，选用减小：限位孔竖直共线，选用V小小m大重物大重物22欢迎批评指正！欢迎批评指正！谢谢各位！谢谢各位！23