【公開課教案】《實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》教案設(shè)計(jì)

A實(shí)驗(yàn):驗(yàn)機(jī)械能守恒定A【學(xué)標(biāo)知與能、會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度。、掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。、通過學(xué)生的獨(dú)立思考解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。過與法通過用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，體驗(yàn)驗(yàn)證過程和物理學(xué)的研究方法。培養(yǎng)學(xué)生合作探究的精神。情、度價(jià)觀通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，體會(huì)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，合作能力，獨(dú)立思考的能力，發(fā)現(xiàn)問題、解決問的能力?！緦W(xué)點(diǎn)、掌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。、引學(xué)生主動(dòng)思考，培養(yǎng)學(xué)生合作探究的能力?！緦W(xué)點(diǎn)1、如何設(shè)計(jì)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定的實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差分析及如何減實(shí)驗(yàn)誤差的方法1、機(jī)能守恒定律的內(nèi)容是。2、能設(shè)計(jì)一個(gè)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)過程？3、推出機(jī)械能守恒定律在本實(shí)驗(yàn)中的具體表達(dá)式。、如求出點(diǎn)的瞬時(shí)速度v？、如何確定重物下落的高度？6、怎樣分析得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？1、實(shí)的設(shè)計(jì)思想？實(shí)驗(yàn)中需要哪些器材？2、本驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟有哪些？3、實(shí)中有哪些注意事項(xiàng)？-1-

nB4、哪環(huán)節(jié)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響？nB教過：一實(shí)原物體在自由下落過程中，重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加。如果忽略空氣阻力，只有重力做功，物體機(jī)械能守恒，重力勢(shì)能的減少等于動(dòng)能的增加。設(shè)物體的質(zhì)量為m，借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下紙帶，由紙測(cè)算出至某時(shí)刻下落的高度h及時(shí)刻的瞬時(shí)速度v進(jìn)而求得重力勢(shì)能的減少量eq\o\ac(△,│)E│和動(dòng)能增加量△=1/2mv；較│eq\o\ac(△,E)eq\o\ac(△,)│eq\o\ac(△,E)eq\o\ac(△,)，若在誤差允許的范圍內(nèi)相等，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒。測(cè)定第n點(diǎn)瞬時(shí)速度v：依物做勻變速直線運(yùn)動(dòng)在段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度”，用公式Vn=（-h）計(jì)算T打下相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔)。二實(shí)器電火花計(jì)時(shí)(或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí))電復(fù)寫紙片)，紙帶夾子，導(dǎo)線，刻度尺，鐵(夾子)。三實(shí)步按裝置固定好計(jì)時(shí)器導(dǎo)線將計(jì)時(shí)器接到電壓合適的交(電火花計(jì)時(shí)器要接到220V交電源上，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要接到4交流低壓電源上。將帶的一端用小夾子固定在重物上一端穿過計(jì)時(shí)器的用手豎直提著紙帶，使重物靜止在靠近計(jì)時(shí)器的地方。(3)接通電源，松開紙帶，讓重自由下落，計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系換條紙帶，重做上面的實(shí)驗(yàn)。從條打上了點(diǎn)的紙帶上挑選第一兩點(diǎn)間的距離接近2mm且點(diǎn)紙帶進(jìn)行測(cè)量。

重物(帶流電源上V～6V的限位孔，列小點(diǎn)。清晰的在選出的紙帶上，先記下打第一個(gè)點(diǎn)的位置0(A)，再任意選取幾個(gè)點(diǎn)1、2、3(或B、C、等，用刻度尺量出各點(diǎn)到0的距離h、hh等如圖所示。用式=（h-h）計(jì)出各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v、v、等計(jì)出各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減少量mgh和能的增加量1/2mv的，進(jìn)行比較，得出結(jié)論。四實(shí)記

ΔhV

A

勢(shì)減量

動(dòng)增量

m/s

Δh(J)

ΔEK-2-

五實(shí)結(jié)在只有重力做功的情況下，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能可以相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。六實(shí)注事(1)計(jì)時(shí)器要豎直地架穩(wěn)、放正架穩(wěn)就是要牢固、穩(wěn)定。重物下落時(shí)它不振動(dòng)；放正就是使上下兩個(gè)限位孔在同一豎直平面內(nèi)一條豎直線上與紙帶運(yùn)動(dòng)方向相同，以減小紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)與限位孔的摩(可用手提住固定好重物的紙帶上端，上下拉動(dòng)紙帶，尋找一個(gè)手感阻力最小的位)。打前的紙帶必須平直，不要卷曲，否則紙帶在下落時(shí)會(huì)卷到計(jì)時(shí)器的上邊緣上，從而增大阻力，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差過大。接電源前，提紙帶的手必須拿穩(wěn)紙帶，并使紙帶保持豎直，然后接通電源，待計(jì)時(shí)器正常作后，再松開紙帶讓重物下落，以保證第一個(gè)點(diǎn)跡是一個(gè)清晰的小點(diǎn)。對(duì)物的要求：選用密度大、質(zhì)量大些的物體，以減小運(yùn)動(dòng)中阻力的影(使力遠(yuǎn)大于阻)紙的挑選：應(yīng)挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近mm且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量。這是因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的前提是在重物做自由落體運(yùn)動(dòng)的情況下，通過研究重力勢(shì)能的減少量與動(dòng)能的增加量是否等來驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒的，故應(yīng)保證紙重物是在打第一個(gè)點(diǎn)的瞬間開始下落計(jì)時(shí)器每隔O02s打次點(diǎn)，做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在最初0．s內(nèi)下落的距離h=1/2gt=1/2×．×．m=0．002，所以若紙帶第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm就意味著重物是在打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)的瞬間開始下落的，從而滿足本次實(shí)驗(yàn)的前提條件打一個(gè)點(diǎn)物體的初速度為零，開始做自由落體運(yùn))。測(cè)下落高度時(shí)，必須從起點(diǎn)o量。為了減小測(cè)^的相對(duì)誤差，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)要離O點(diǎn)適遠(yuǎn)些(紙帶也不宜過長，其有效長度在60～80cm以)。本驗(yàn)并不需要知道重力勢(shì)能減少量和動(dòng)能增加量的具體數(shù)值，只要對(duì)mgh與1/2mv際上只要驗(yàn)證1/2v即）達(dá)到驗(yàn)證機(jī)械能守恒的目的，所以不必測(cè)出重物的質(zhì)量。七誤分-3-

進(jìn)行比較（實(shí)

(1)做好本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是盡量減重物下落過程中的阻力，但阻力不可能完全消除。本實(shí)驗(yàn)中，誤差的主要來源是紙帶摩擦和空氣阻力。由于重物及紙帶在下落中要不斷地克服阻力做功，因此物體能的增加量必稍小于重力勢(shì)能的減少量，這是系統(tǒng)誤差。減小系統(tǒng)誤差的方法有選用密度大的實(shí)心重物重物下落前紙帶應(yīng)保持豎直，選用電火花計(jì)時(shí)器等。(2)由于測(cè)量長度會(huì)造成誤差，屬然誤差，減少辦法一是測(cè)距離都應(yīng)從起0量，下落高度當(dāng)大些(過小，不易測(cè)準(zhǔn)確；過大，阻力影響造成的誤差)，二是多測(cè)幾次取平均值例一“證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9．80m/s某學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測(cè)量時(shí)計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)