4.6+实验：验证机械能守恒定律+教案2023—2024学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册.pdf

第四章．实验：验证机械能守恒定律（教案）

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新教材高中物理必修第二册（教科版2019）

【教学内容分析】

课标要求学生：通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。

“只有重力做功时，物体的动能和重力势能可以相互转化，总的机械能如何变化？”是高一学生经常遇到的一个问

题。本节课按照科学探究的要求，组织学生根据力学知识，制定实验计划，设计方案，进行操作以及数据处理。本节课

通过实验探索物理规律，加深对科学的本质和价值的理解

【学情分析】

上节课学生已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。同时学生也做过了动能定理的实验，

所以本节课的实验操作对学生来说并不复杂，关键点在于如何进行数据处理。

【教学目标】

1、掌握实验原理，验证机械能守恒定律，形成正确的物理观念。

2、会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，会计算的瞬时速度的方法，并能定性的分析产生误差的原因。

3、经历实验探究的主要环节，通过实验操作、记录和处理实验数据，通过分析、比较、归纳得出实验结果。

4、通过实验与探究，培养学生的探究意识和动手实践能力。

【教学重、难点】

验证机械能守恒定律的实验原理

【教学过程设计】

（一）新课导入

上节课我们学习了机械能守恒定律，这节课我们通过实验来验证一下机械能守恒定律。

（二）新课学习

一、实验目的

1.验证机械能守恒定律。

2.熟悉瞬时速度的测量方法。

3.能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论，能定性地分析产生误差的原因。

二、实验器材

打点计时器、铁架台、重物、纸带、刻度尺等

三、实验原理

回顾机械能守恒定律的内容，确定实验探究模型——自由落体运动

用打点计时器记录物体下落运动的情况，处理数据进而计算出物体运动到打下各计数点过程中增加的动能及减小

的重力

势能，判断两者是否相等。

方法①：测出从初始位置0点下落h高时的速度大小，若，则物体机械能守恒

方法②：测出下落高度过程的初、末速度，若，则物体机械能守恒

四、实验步骤

1.安装好铁架台、打点计时器

2.将纸带穿过打点计时器，连好重物

3.接通电源，释放重物，重复几次，关闭电源

【实验操作视频】通过展示实验操作视频，帮助学生进一步掌握实验操作

五、数据处理

1.选取点迹清晰，且最开始两点的间距接近2mm的纸带，标上计数点0、1、2…

2.测出0到各点的距离、…，并求出各点的瞬时速度、…

【板书展示】举例计数点2的瞬时速度如何计算

3.机械能守恒定律的验证

公式法、图像法

方法①：从0点到第n点

若成立，则物体机械能守恒

方法②：任取A点到B点

若成立，则物体机械能守恒

方法③：图像法

若作出图像，且斜率为则物体机械能守恒

六、注意事项

1.打点计时器安装稳固，并使两限位孔的中线在同一竖直线上

2.应选用质量和密度较大的重物

3.先接通电源，让打点计时器正常工作后再松开纸带让重物下落

4.本实验中的几种验证方法均不需要测重物的质量m

5.各点的速度要由纸带实测，不能用或计算

【课后作业】课后跟进案——巩固基础

配套练习