《验证机械能守恒定律》教案 （1）.doc

验证机械能守恒定律一、教学目的：1．知识与技能(1)知道机械能守恒定律的内容和意义．应向学生说明定律有两层意思：一是动能和势能可以相互转化二是总机械能守恒．(2)知道机械能守恒的条件：只有重力和弹力做功只发生动能和势能的相互转化．（3）通过验证机械能守恒定律进一步加深对机械能守恒条件的理解。2．过程与方法(1)通过这个开放型实验了解学生对所学知识的掌握和灵活应用程度了解学生对实验仪器的作用和使用的掌握情况．(2)根据学生设计的实验方案了解学生对机械能守恒条件的理解程度学会怎样减小实验误差．(3)通过实验使学生学会处理和解决实际问题的一般思路和方法．3．情感、态度与价值观(1)通过这个开放型实验培养学生的创新意识和探索能力．(2)通过汇报与交流使学生了解实验方案的不足实际操作的不便促使学生对实验方案和实验步骤进行改进提高实验的准确性．二、教学重难点：1．验证机械能守恒定律的实验原理。2．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。三、教学过程：（一）复习知识引入新课：1．机械能守恒定律在本实验中具体表达式：hhAhB图1在图1中质量为m的物体从O点自由下落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：EA=EB=如果忽略空气阻力物体下落过程中的机械能守恒于是有EA=EB即=上式亦可写成该式左边表示物体由A到B过程中动能的增加右边表示物体由A到B过程中重力势能的减少。等式说明物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便可以直接从开始下落的O点至任意一点（如图1中A点）来进行研究这时应有：----本实验要验证的表达式式中h是物体从O点下落至A点的高度VA是物体在A点的瞬时速度。2．如何求出A点的瞬时速度VA？根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A点的瞬时速度VA。图2是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从O点开始依次取点123……图中S1S2S3……分别为0～2点1～3点2～4点……各段间的距离。图201234S1S2S3h1h2h3h4根据公式t=2×0.02S(纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0.02S)可求出各段的平均速度。这些平均速度就等于是123……各点相对应的即时速度V1V2V3…….例如：量出0～2点间距离S1则在这段时间里的平均速度这就是点1处的瞬时速度V1。依次类推可求出点23……处的瞬时速度V2V3……。3．如何确定重物下落的高度？图2中h1h2h3……分别为纸带从O点下落的高度。根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能从而验证机械能守恒定律。（二）进行新课：做实验之前强调如下几个问题：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？因为打点计时器每隔0.02S打点一次在最初的0.02S内物体下落距离应为0.002m所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2mm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=0.02S.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而只需验证就行了。3．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．实验时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．测量下落高度时都必须从起始点算起不能弄错。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。然后学生进行分组实验。（三）小结（四）课外作业：（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。图3（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