7.9实验验证机械能守恒定律教学设计.doc

《实验：验证机械能守恒定律》教学设计 山东省邹平县长山中学　李敏　石涛 　　【目标要求】 　　一、知识与技能 　　1．理解实验的设计思路，明确实验中需要测量的物理量。 　　2．知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的瞬时速度的方法。 　　3．能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析中得出实验结论。 　　4．能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差。 　　二、过程与方法 　　通过验证机械能守恒定律，体验验证过程与物理学的研究方法。 　　三、情感、态度与价值观 　　通过亲自实践，培养学生观察和实践能力，培养学生实事求是的态度和正确的科学观。 　　【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。 　　【教学方法】 　　学生分组实验。 　　【教学过程】 　　一、导入新课 　　上节课我们学习了机械能守恒定律，掌握了机械能守恒定律的条件和公式。这节课我们通过实验来验证一下机械能守恒定律。 　　二、进行新课 　　实验目的：通过研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，验证机械能守恒定律。 　　实验原理：用天平测出重物的质量，纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就可以得到重物下落过程中势能的变化。重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出（即每计数点的瞬时速度），这样就得到它在各点的动能。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。 　　需用的实验仪器：（请在所需仪器右面打√对号） 1秒表 2纸带 3刻度尺 4天枰 5打点计时器 6复写纸片 7导线、电键 8带有铁夹的铁架台 9带铁夹的实心重锤 10带铁夹的空心重锤 11交流220v,50Hz电源 12高压交流电源 　　主要实验步骤及注意事项： 次序 主要步骤 注意事项 备注 改进措施 1 用天平称出重锤的质量。 2 按课本图所示，把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点记时器与交流电源连好。 打点计时器安装时，必须使纸带两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。 这一步你有好的改良意见吗？ 把铁架台降低并固定到桌面上 3 用手握着纸带上端并让纸带保持竖直，让重物静止地靠近打点计时器。 4 接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点，断开电源。 先接通电源，后松纸带 为什么？ 5 换个同学，重复以上2-4步几次，得3—5条纸带。 6 在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1、2、3……用刻度尺测出对应高度h1、h2、h3…… 挑选打点清晰，且纸带上最前端两点间距接近2mm左右的纸带 请填写下面数据表格。如果起点不清晰该怎么办？ 7 应用公式计算各点对应的速度v11、v2、v3…… 请填写下面数据表格 8 计算各点相对于起点O的势能减少量mghn和动能的增加量 进行比较。 填写表格。两数据相等吗？如不相等分析原因。 9 处理数据得出结论 　　数据表格：（T= s，m= kg，同一纸带以O点为起点） 计数点 Δh m 初态Vo m/s 末态Vn m/s 势能减少量 ΔEP（J） 动能增加量 ΔEK（J） 对比 ΔEP与ΔEK 1 2 3 4 　　产生误差原因分析：（思考出几条，请写出几条） 误差原因 为减小误差操作时应注意方面 1 2 3 　　结论： 　　结论的评估： 　　经典分析： 　　例：（山东省2008年夏季学业水平考试第16题）在“验证机械能守恒定律”的实验中，造成实验误差的原因主要有： 　　（1） 　　（2） 　　【巩固提高】 　　1．在用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中： 　　①若用公式计算即时速度进行验证，打点记时器所接交流电的频率为50HZ，甲、乙两条实验纸带（如图所示），应选_____纸带好