《實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)思想

高三教學(xué)中，以往比較重視實(shí)險結(jié)果，而輕視過程，針對學(xué)生背實(shí)驗(yàn)，記實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀；在新課

程三維目標(biāo)教學(xué)理念的指導(dǎo)下，我將突破以教師為中心，開展以學(xué)生實(shí)驗(yàn)為中心，以教師引導(dǎo)、

小組合作為主要方式的實(shí)驗(yàn)探究。實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重學(xué)生學(xué)習(xí)過程的體驗(yàn)。培養(yǎng)學(xué)生善于提出實(shí)驗(yàn)

需要研究的問題，嘗試對物理實(shí)瞼結(jié)果進(jìn)行預(yù)測判斷，主動思考解決問題的辦法，靈活地應(yīng)用物

理學(xué)的思想與方法有效地解決問題，能正確地表述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行科學(xué)地分

析和評估。

教材分析

機(jī)械能守恒定律在物理學(xué)理論和應(yīng)用方面十分重要，是高中物理的重點(diǎn)內(nèi)容，為今后學(xué)習(xí)動

量守恒、電荷守恒等守恒定律打下基礎(chǔ)，起到了承上啟下的作用。但這種思想和有關(guān)的概念、

規(guī)律，由于其抽象性強(qiáng)，學(xué)生要真正的掌握和靈活運(yùn)用還是很困難。本節(jié)內(nèi)容安排在學(xué)習(xí)機(jī)械能

守恒定律之后，目的是為了使學(xué)生在理論上對機(jī)械能守恒定律有所了解的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)測量

及對實(shí)臉數(shù)據(jù)的分析處理，對機(jī)械能守恒定律及條件有深刻的認(rèn)識。

學(xué)情分析

學(xué)生已經(jīng)掌握了動能、重力勢能等概念以及動能定理、機(jī)械能守恒定律等定理、定律；知道

功是能量轉(zhuǎn)換的量度以及機(jī)械能守恒的條件。學(xué)生已具備一定的實(shí)驗(yàn)操作技能，會用打點(diǎn)計(jì)時

器等實(shí)臉儀器。具備一定的數(shù)據(jù)處理能力。因此，在本節(jié)的教學(xué)中，應(yīng)注意知識的深化和科學(xué)研

究方法、情感態(tài)度的教育，避免知識的簡單重復(fù)和沒有新意.

教學(xué)目標(biāo)：

（一）知識與技能

1、會用打點(diǎn)計(jì)時器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動的速度。

2、掌握臉證機(jī)械能守恒定律的實(shí)臉原理。

（二）過程與方法

通過用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器來臉證機(jī)械能守恒定律,體臉臉證過程和物理學(xué)的研究方法.

（三）情感、態(tài)度與價值觀

通迂實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，體會學(xué)習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過親身實(shí)踐，樹立“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理

的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀.培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

教學(xué)重點(diǎn)：

掌握臉證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。

教學(xué)難點(diǎn)：

險證機(jī)械能守恒定律的誤差分析及如何減小實(shí)臉誤差的方法。

教學(xué)方式：

教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，親自動手實(shí)驗(yàn)，并討論、交流學(xué)習(xí)成果。

教學(xué)用具：

重物、電磁打點(diǎn)計(jì)時器以及抵帶，復(fù)寫紙片，低壓電源及兩根導(dǎo)線，鐵架臺和鐵夾，刻度尺，

小夾子。

教學(xué)流程圖

復(fù)習(xí)回顧，新課引入--------A師生互動，學(xué)生分析討論

教學(xué)過程

能力提升訓(xùn)練

（一）復(fù)習(xí)回顧

1、什么叫做機(jī)械能守恒定律?

2、機(jī)械能守恒的條件是什么？

（二）新課教學(xué)

小實(shí)驗(yàn)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)

教師活動：在學(xué)生開始做實(shí)臉之前，老師應(yīng)強(qiáng)調(diào)如下幾個問題（多媒體投影）：

1、是否需要測量重物的質(zhì)量？選擇重物時，選輕一點(diǎn)的好還是重一點(diǎn)的好？為什么？

2、在安裝打點(diǎn)計(jì)時器時應(yīng)注意什么？為什么？

3、實(shí)驗(yàn)時，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？為什么？

4、測量下落高度時，某同學(xué)認(rèn)為都必須從起始點(diǎn)算起，不能弄錯.他的看法正確嗎？為了減小

測量h值的相對誤差，選取的各個計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好,還是近些好？

5、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)0為計(jì)時起點(diǎn)，。點(diǎn)的速度應(yīng)為零。怎

樣判別呢？可不可以回避此問題？

學(xué)生活動：思考老師的問題，討論、交流.選出組代表發(fā)表見解。

1、因?yàn)椴恍枰牢矬w在某點(diǎn)動能和勢能的具體數(shù)值，所以不必測量物體的質(zhì)量加，而只

需驗(yàn)證4就行了。

2

2、打點(diǎn)計(jì)時器要豎直架穩(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

落時所受到的阻力作用.

3、必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時器正常工作后才能松開紙帶讓重物下落.

4、這個同學(xué)的看法是正確的。為了減小測量h值的相對誤差，選取的各個計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)

適當(dāng)遠(yuǎn)些好.

5、因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時器每隔0.02s打點(diǎn)一次，在最初的0.02s內(nèi)物體下落距離應(yīng)為0。002m,

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2mm的紙帶進(jìn)行測量；二是在紙帶上所

選的點(diǎn)就是連續(xù)相鄰的點(diǎn)，每相鄰兩點(diǎn)時間間隔t=0.02s.可以回避我們可以選取4B兩點(diǎn)，

比較它們的機(jī)械能后和所。若以點(diǎn)8為0勢能點(diǎn)，則需驗(yàn)證：白/一白；二必心即可.

教師活動：聽取學(xué)生匯報，點(diǎn)評，幫助學(xué)生解決困難。

學(xué)生活動：學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。數(shù)據(jù)處理方法討論，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；學(xué)生進(jìn)行誤差分析，總

結(jié)如何減小誤差。

教師活動：多媒體投影學(xué)生實(shí)險數(shù)據(jù)，及處理過程?？偨Y(jié)提煉學(xué)生觀點(diǎn)，適當(dāng)發(fā)問。

(三)課堂提升訓(xùn)練

1、為進(jìn)行“險證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，有下列器材可供選用：鐵架臺，打點(diǎn)計(jì)時器，

復(fù)寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導(dǎo)線，電鍵，天平。其中不必要的器材

有：；缺少的器材是O

2、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時，如果以為，口2縱軸，以力為橫軸，根據(jù)實(shí)臉數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)

2

是,才能臉證機(jī)械能守恒定律，其斜率等于的數(shù)值.

板書設(shè)計(jì)

實(shí)臉：臉證機(jī)械能守恒定律

一、實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證自由落體運(yùn)動中機(jī)械能守恒

二、要注意的問題

三、速度的測量

四、描點(diǎn)作出v2-h圖線

五、實(shí)驗(yàn)的誤差來源

作業(yè)設(shè)計(jì)

在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)臉中，使質(zhì)量m=0。30kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶

上打出一系列的點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時器每隔T=0.02s打一個點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9o8m/s2.

(1)同學(xué)甲選取一條紙帶如圖所示，在點(diǎn)跡較清晰的部分選取某點(diǎn)。作為起始點(diǎn)，圖中A、B、

C、D為紙帶上選取的四個連續(xù)點(diǎn).根據(jù)vC=錯誤!計(jì)算出C點(diǎn)的速度，然后利用mgh=錯誤!mv錯誤!

h

(2)同學(xué)乙利用同學(xué)甲的紙帶測量出：0B=15.55cm,0C=19.20cm,0D=23.23cm.根

據(jù)測量數(shù)據(jù)計(jì)算重物和紙帶下落的加速度a=m/s2,進(jìn)一步計(jì)算重物和紙帶下落過程中

所受的阻力Ff=N.

(3)同學(xué)丙通過實(shí)臉得到一條紙帶，測量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)

時器打下第一個點(diǎn)的距離h,算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度v,以h為

橫軸，以錯誤!v2為縱軸畫出了如圖6所示的圖線，圖線未過原點(diǎn)0o

試分析同學(xué)丙在實(shí)臉操作過程中可能出現(xiàn)的問題是

(3)某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.該同學(xué)經(jīng)正確操作得到打點(diǎn)紙

帶，在紙帶后段每兩個計(jì)時間隔取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次為1、2、3、4、5、6、7,測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到

第一個點(diǎn)的距離h,并正確求出打相應(yīng)點(diǎn)時的速度v.各計(jì)數(shù)點(diǎn),對應(yīng)的數(shù)據(jù)見下表

數(shù)點(diǎn)1234567

0o0o0.40.40o0.60.6

h/m

3173682381540576

v/m?s2.42.62o2o3o

13.4625

v2/m26o7.07o8.59o11.13o

?s—21262398156615614

請?jiān)谧鴺?biāo)圖中，描點(diǎn)作出v2—h圖線；由圖線可知，重錘下落的加速度g，=