1、,奮進為中華之崛起,實驗： 驗證機械能守恒定律,衡水市順平中學 劉華猛,復習回顧,1、什么叫機械能守恒？ 2、機械能守恒的條件是什么？ 3、機械能守恒的表達式？,4、自由落體運動的物體，機械能守恒嗎？,本實驗借助,實驗目的,驗證機械能守恒定律,自由落體運動,實驗原理,？,要證明上式是否成立，需要測量哪些物理量？,如何測量這些物理量？,測量這些物理量，需要哪些器材？,實驗器材,重物、打點計時器、紙帶、交流電源、鐵架臺、夾子、毫米刻度尺,電火花計時器,按照課本所示裝置安裝打點計時器,實驗步驟與操作,將紙帶穿過計時器，下端與重物相連,接通電源，待計時器工作穩(wěn)定后釋放紙帶,及時切斷電源，取下紙帶，標上

2、紙帶號,更換紙帶，重復以上步驟,整理器材，使器材復位,思考與討論,1、選擇重物時，選輕一點的好還是重一點的好？為什么？,2、安裝打點計時器時，應注意什么問題？以及這樣做的目的是什么？,3、釋放紙帶時應注意什么問題？,1、選擇重物時，選輕一點的好還是重一點的好？為什么？,我們要求重物作自由落體運動，而阻力是不可避免地存在的，為了減少阻力對實驗的影響，應采用密度較大的重物。,總結一下,思考與討論,1、選擇重物時，選輕一點的好還是重一點的好？為什么？,2、安裝打點計時器時，應注意什么問題？以及這樣做的目的是什么？,3、釋放紙帶時應注意什么問題？,2、安裝打點計時器時，應注意什么問題？,計時器平面與紙

3、帶限位孔調整在豎直方向； 計時器要穩(wěn)定在鐵架臺上； 并將計時器伸出桌外。,這樣做的目的是什么?,減小紙帶與限位孔的摩擦帶來的實驗誤差； 保證重物有足夠的下落空間， 以便在紙帶上能夠打出較多的點，有利于進行計算。,思考與討論,1、選擇重物時，選輕一點的好還是重一點的好？為什么？,2、安裝打點計時器時，應注意什么問題？以及這樣做的目的是什么？,3、釋放紙帶時應注意什么問題？,3、釋放紙帶時應注意什么問題？,釋放重物前，重物應靠近打點計時器，以便能打出較多的點。 拉穩(wěn)紙帶的上端，確保重物由靜止釋放。,數據處理,我們可以選取C和F兩點， 如何驗證呢？,O,A,B,C,D,E,F,計算物體的速度，可有三

4、種方法 哪一種更好呢？,第1種方法是根據機械能守恒定律得到的，而我們的目的就是驗證機械能守恒定律，所以不能用 第2種方法認為加速度為g，由于各種摩擦阻力不可避免，所以實際加速度必將小于g，這樣將得到機械能增加的結論，有阻力作用機械能應該是減少的，故這種方法也不能用,做一做,通過本實驗，我們可以得到的結論是：,在誤差允許范圍內，機械能守恒,你有沒有別的方法？,誤差分析,1、在進行長度測量時，測量及讀數不準造成偶然誤差 2、因重物下落中要克服阻力做功，實驗的動能增加量必定稍小于重力勢能減少量 3、由于交流電的周期不穩(wěn)定，造成打點時間間隔變化而產生系統(tǒng)誤差,1.“驗證牛頓第二定律”及“驗證機械能守恒

5、定律”這兩個實驗，它們的共同之處是( ) A都要用打點計時器B都要用天平測質量 C都要用刻度尺測位移D都要計算瞬時速度,AC,2.在驗證機械能守恒定律的實驗中，需直接測量的物理量是 ( ) A重物的質量 B重力加速度 C重物下落的高度 D與下落高度對應的重物的瞬時速度,C,例2.在驗證機械能守恒定律的實驗中，下列操作正確的是( ) A先釋放重物，后接通電源 B用秒表測量重物下落的時間 C打完一條紙帶后，立即切斷電源 D每打完一條紙帶，活動復寫紙位置,CD,練習2.在驗證機械能守恒定律的實驗中要用到的器材和測量儀器有_ A打點計時器B低壓交流電源C秒表D重錘 E鐵架臺和復夾F紙帶G刻度尺H天平,

6、ABDEFG,3.為了驗證物體在自由下落過程中機械能是守恒的，將m=0.5kg的重物系上一紙帶，并將紙帶穿過打點計時器，當重物自由下落時，得到如圖所示的記錄紙帶，已知打點周期T=0.02s（設當地的重力加速度g=9.9m/s2） 計算打A、B兩點時重物下落的速率VA=_，VB=_ 以A、B兩點為例，驗證機械能是否守恒Ek=_，mgh=_結論_,1.5m/s,2.1m/s,0.54J,0.53J,在誤差允許范圍內機械能守恒,奮進為中華之崛起,實驗： 驗證機械能守恒定律,衡水市順平中學 劉華猛,視頻.mp4,一、說教材 機械能守恒定律是高中物理的重點內容，是動能定理的升華，更為今后學習能量守恒、動

7、量守恒等守恒定律打下了基礎。本節(jié)課，就是為了能讓學生們通過實驗，從感性上增加認識，深化他們對機械能守恒定律的理解。 本節(jié)采用了必修一就學過的特例：自由落體運動進行驗證，操作簡單又容易理解，只需測量下降高度和對應的瞬時速度即可，為學生自己探究減輕了壓力。,二、說學生 知識層面：學生已經學習了動能、重力勢能以及動能定理和機械能守恒定律，知道了機械能守恒的條件，掌握了自由落體運動規(guī)律以及自由落體中機械能的轉化關系。 能力方面：在必修一就開始接觸打點計時器，所以學生已經掌握了打點計時器的使用方法，也已經具備一定的處理紙帶能力。,三、說教法 1、實驗探究法：學生通過實驗深化對機械能守恒的認識。 2、多媒

8、體教學法：整節(jié)課使用多媒體教學，方便學生理解 3、類比、遷移法：類比之前學過的處理問題的方法，進行知識遷移，方便學生理解、掌握,四、說學法 1、小組討論法：設置問題，組織學生進行小組討論，促使每位學生參與其中，最后以小組為單位回答問題，并及時進行鼓勵、表揚 2、合作探究法：以小組為單位進行試驗，做完試驗后處理紙帶，得出數據。,五、說教學過程 1、引入：播放視頻，展示生活中的運動都是機械能守恒的實例，從而引出本節(jié)課的內容。 2、分析教材： 實驗目的：掌握利用自由落體運動驗證機械能守恒定律的原理和方法。 3、實驗原理： 讓物體自由下落，忽略阻力情況下物體的機械能守恒，若關系式 成立，則物體的機械能

9、守恒。,4、分析實驗原理引導學生說出需要測得的物理量，并通過物理量引出實驗器材 5、講述實驗步驟 6、小組討論： 選擇重物時，選輕一點的好還是重一點的好？為什么？ 安裝打點計時器時，應注意什么問題？這樣做的目的是什么? 釋放紙帶時應注意什么問題？ 提問學生回答上述問題及時鼓勵表揚。,7、數據處理 選紙帶計算數據，學生交流總結得出實驗結論：在誤差允許范圍內，機械能守恒引導學生利用別的方法進行驗證。 8、課堂驗收： 課件準備例題，學生解決。 9、課堂小結 本節(jié)課利用重物下落的方法驗證機械能守恒定律，要掌握實驗目的、原理、方法、操作步驟、注意事項、誤差分析等。,六、說總結、反思 1、這節(jié)課上課的學生是物化生系列，物理基礎比較好，提前還做了預習，所以上課狀態(tài)非常好，很多基礎知識已經掌握，回答問題也很積極，處理紙帶也非常熟練。 2、這節(jié)課時間安排還算妥當，但是由于學生進行試驗和計算數據時間比較長，所以在例題方面時間比較短，應該增加小組合作意識，利用組內力量共同計算數據，這樣能節(jié)省很多時間來做例題。 3、組內得到的數據其實有很大誤差，例如高度測量不夠準確，導致速度及最后結果的偏差，而由于時間比較緊張，沒有及時對他