第七章 第九节 实验验证机械能守恒定律 导学设计.docx

第七章 第九节 实验：验证机械能守恒定律 导学设计

年级：八年级 科目：物理 主备教师：吴香英 审核教师：

学习目标

学习重点学习难点教学模式

教具准备

一、知识与技能

会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。

掌握验证机械能守恒定律的实验原理。二、过程与方法

通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。

三、情感、态度与价值观

通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。

掌握验证机械能守恒定律的实验原理。

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。自学－合学－展示

Ppt，重物、电磁打点计时器以及纸带、复写纸片、低压电源及两根导线、铁架台和铁夹、刻度尺、小夹子

课 型 新授课

课时

教学过程

一课时

教学环节

知识能力要点

学生活动 设计意图

—、复习导 师：上一节课我们学习了机械能守 生：在只有重力 引发学生

入： 恒定律，我们首先采复习一下什么 或弹力做功的物 有意注意，

（预设1分钟）

叫做机械能守恒定律？ 体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。这叫做机械能守恒定律。

引导学生进入状态

师：机械能守恒的条件是什么？

生：只有重力和弹力做功。

师：自由落体运动中机械能是不是 生：自由落体运

守恒？

动中物体只受到重力的作用，这

1

个过程只有重力做功，所以机械能是守恒的。

师：我们要想推导出机械能守恒定生1：可以通过律在自由落体中的具体表达式，可牛顿运动定律进以根据什么来进行推导呢？行推导。

生2：可以根据动能定理进行推

(投影展示与一个自由落体运动相 导。关的题目，从题目中知道有关的物

理量，让学生分别根据牛顿运动定律和动能定理推导机械能守恒定律，再一次熟悉这个定律，并为本节课的教学打下基础)

二、新知探究：

（预设 32分钟）

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：

1

E= mv2

mgh ，

问题探究一、

推导出机械能

A 2 A A

E=1mv2?mgh

B 2 B B

守恒定律在本

实验中的具体表达式。

如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有

AE=E ， 即

A

1

mv2

B

mgh

=1mv2

mgh

2 A A 2 B B

上 式 亦 可 写 成

1 1

mv2? mv2?mgh ?mgh

2 B 2 A A B

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：

2

1

mv2

mgh 本实验要验证的

2 A

表达式，式中h是物体从O点下落

至A点的高度，v是物体在A点的

A

瞬时速度。

问题探究二、 师：在做实验之前，我们首先要明 生：最容易想到

确这样几个问题，首先这个实验需 的器材是重物、

做实验之前，

我们首先要明确这样几个问题

要什么器材？ 电磁打点计时器以及纸带。复写纸片。低压电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺，小夹子。

师：打点计时器的作用是什么？

生：记录在纸带上打的点，用这些点来求出物体在经过某一点的速度。

师：低压交流电源是不是必需的？生：低压交流电

源并不是必需的，如果采用的是电火花计时器时，它所需要的电压是交流220V，所以不需要低压电源。

师：重物选取的原则是什么？为什生：密度比较大，么？ 质量相对比较

大，可以减小因为空气阻力带来的误差。

师：实验中还有哪些应该注意的地生：计时器要稳

方？ 定在铁架台上，

计时器平面与纸

3

师：这样做的目的是什么？

带限位孔调整在竖直方向，铁架台放在桌边，计时器距地面的距离大约是1m。生：计时器平面与纸带限位孔在竖直方向上的目的是减小摩擦以减小实验误差的产生，铁架台放在桌边有利于重物下落到地面上，计时器距地面的距离较大的目的是能够有充足的时间使重物下落，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算。

师：实验中的误差主要来源于哪 生：重物和纸带

里？ 下落过程中要克

服阻力，主要是纸带和计时器之间的摩擦力，计时器平面不在竖直方向上；纸带与计时器不平行：交流电的频率不等于50Hz测量数据时的误

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差等等。

师：过程开始和终结位置是怎样选 生：实验用的纸

择的？

师：这样选取的目的是什么？

带一般小于1m，从起始点