《實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思想高三教學(xué)中，以往比較重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而輕視過程，針對學(xué)生背實(shí)驗(yàn)，記實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀； 在新課程三維目標(biāo)教學(xué)理念的指導(dǎo)下，我將突破以教師為中心，開展以學(xué)生實(shí)驗(yàn)為中 心，以教師引導(dǎo)、小組合作為主要方式的實(shí)驗(yàn)探究。實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重學(xué)生學(xué)習(xí)過程的體 驗(yàn)。培養(yǎng)學(xué)生善于提出實(shí)驗(yàn)需要研究的問題，嘗試對物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測判斷，主 動思考解決問題的辦法，靈活地應(yīng)用物理學(xué)的思想與方法有效地解決問題，能正確地 表述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行科學(xué)地分析和評估。教材分析機(jī)械能守恒定律在物理學(xué)理論和應(yīng)用方面十分重要，是高中物理的重點(diǎn)內(nèi)容，為今后學(xué)習(xí)動量守恒、電荷守恒等守恒定律打下基礎(chǔ)，起

2、到了承上啟下的作用。但這種思 想和有關(guān)的概念、規(guī)律，由于其抽象性強(qiáng)，學(xué)生要真正的掌握和靈活運(yùn)用還是很困難。 本節(jié)內(nèi)容安排在學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律之后，目的是為了使學(xué)生在理論上對機(jī)械能守恒 定律有所了解的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)測量及對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，對機(jī)械能守恒定律 及條件有深刻的認(rèn)識。？學(xué)情分析?學(xué)生已經(jīng)掌握了動能、重力勢能等概念以及動能定理、機(jī)械能守恒定律等定理、定 律；知道功是能量轉(zhuǎn)換的量度以及機(jī)械能守恒的條件。學(xué)生已具備一定的實(shí)驗(yàn)操作技 能，會用打點(diǎn)計(jì)時器等實(shí)驗(yàn)儀器。具備一定的數(shù)據(jù)處理能力。因此，在本節(jié)的教學(xué)中， 應(yīng)注意知識的深化和科學(xué)研究方法、情感態(tài)度的教育，避免知識的簡單重復(fù)和沒有新 丿意

3、、0教學(xué)目標(biāo)：（一）知識與技能1會用打點(diǎn)計(jì)時器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動的速度。2、掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。（二）過程與方法通過用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器來驗(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。（三）情感、態(tài)度與價值觀通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，體會學(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)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀。培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的 科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)：掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。教學(xué)難點(diǎn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的誤差分析及如何減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法。教學(xué)方式：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，親自動手實(shí)驗(yàn)，并討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)用具:重物、

4、電磁打點(diǎn)計(jì)時器以及紙帶，復(fù)寫紙片，低壓電源及兩根導(dǎo)線，鐵架臺和鐵夾, 刻度尺，小夾子。教學(xué)流程圖師生互動，學(xué)生分析討論I復(fù)習(xí)冋顧，新課引入教學(xué)過程（一）復(fù)習(xí) 1、什么叫做機(jī)械能守恒定理方法2、機(jī)械能守恒的條件是什么？（二）新課教學(xué)I小實(shí)驗(yàn)引入教師活動：在學(xué)生開驗(yàn)結(jié)論驗(yàn)之前，老師應(yīng)強(qiáng)調(diào)如下幾個問題（誤體分!影）：1、是否需要測量重物的質(zhì)量？選擇重物時，選輕一點(diǎn)的好還是重一點(diǎn)的好？為什 么？2、在安裝打點(diǎn)計(jì)時器時應(yīng)注意什么？為什么？3、實(shí)驗(yàn)時，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？為什么？4、測量下落高度時，某同學(xué)認(rèn)為都必須從起始點(diǎn)算起，不能弄錯。他的看法正確 嗎？為了減小測量h值的相對誤差，選取的各個計(jì)

5、數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好，還是 近些好？5、該實(shí)驗(yàn)中選取被打點(diǎn)紙帶應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是第一點(diǎn) 0為計(jì)時起點(diǎn)，0點(diǎn)的速度 應(yīng)為零。怎樣判別呢？可不可以回避此問題？學(xué)生活動：思考老師的問題，討論、交流。選出組代表發(fā)表見解。1、因?yàn)椴恍枰牢矬w在某點(diǎn)動能和勢能的具體數(shù)值，所以不必測量物體的質(zhì)量 m而只需驗(yàn)證1v2 ghn就行了。22、打點(diǎn)計(jì)時器要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以盡量減少重物帶 著紙帶下落時所受到的阻力作用。3、必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時器正常工作后才能松開紙帶讓重物下落。4、這個同學(xué)的看法是正確的。為了減小測量 h值的相對誤差，選取的各個計(jì)數(shù)點(diǎn) 要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好。5、因?yàn)?/p>

6、打點(diǎn)計(jì)時器每隔0.02 s打點(diǎn)一次，在最初的0.02 s內(nèi)物體下落距離應(yīng)為 0.002 m，所以應(yīng)從幾條紙帶中選擇第一、二兩點(diǎn)間距離接近兩年 量；二是在紙帶上所選的點(diǎn)就是連續(xù)相鄰的點(diǎn)，每相鄰兩點(diǎn)時間間隔能力提升訓(xùn)練學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)2 mm的紙帶進(jìn)行測t =0.02 s.可以回避我們可以選取A B兩點(diǎn)，比較它們的機(jī)械能EA和EB。若以點(diǎn)B為0勢能點(diǎn),示的圖線，圖線未過原點(diǎn)O.試分析同學(xué)丙在實(shí)驗(yàn)操作過程中可能出現(xiàn)的問題是則需驗(yàn)證：V如2 ghAB即可。教師活動：聽取學(xué)生匯報(bào)，點(diǎn)評，幫助學(xué)生解決困難。學(xué)生活動：學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。數(shù)據(jù)處理方法討論，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；學(xué)生進(jìn)行誤差 分析，總結(jié)如何減小誤差。教師活

7、動：多媒體投影學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，及處理過程?？偨Y(jié)提煉學(xué)生觀點(diǎn)，適當(dāng)發(fā)問。(三) 課堂提升訓(xùn)練1、為進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，有下列器材可供選用：鐵架臺，打點(diǎn)計(jì)時器，復(fù)寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導(dǎo)線，電鍵，天平。其中不必要的器 材有： ;缺少的器材是 。2、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時，如果以為 -V2縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪2出的圖線應(yīng)是，才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其斜率等于 的數(shù)值。板書設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律、實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證自由落體運(yùn)動中機(jī)械能守恒二、要注意的問題三、速度的測量四、描點(diǎn)作出V2h圖線五、實(shí)驗(yàn)的誤差來源作業(yè)設(shè)計(jì)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量 mR0.30 k

8、g的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時 器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時器每隔 Tr0.02 s打一個點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓?加速度為gR9.8 m/s2.(1) 同學(xué)甲選取一條紙帶如圖所示，在點(diǎn)跡較清晰的部分選取某點(diǎn)0作為起始點(diǎn)，圖中A B、C、D為紙帶上選取的四個連續(xù)點(diǎn).根據(jù) vCr二T計(jì)算出C點(diǎn)的速度，然1這樣處理存在的錯誤是cm, 0G= 19.20 cm, OD= 23.23m/s2,進(jìn)一步計(jì)算重物和后利用 mgh R 2 mv(2驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律， (2) 同學(xué)乙利用同學(xué)甲的紙帶測量出：O吐15.55 cm.根據(jù)測量數(shù)據(jù)計(jì)算重物和紙帶下落的加速度 aR _ 紙帶下落過程中所受的阻力Ff RN.

9、(3) 同學(xué)丙通過實(shí)驗(yàn)得到一條紙帶，測量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時器打下第一個點(diǎn) 的距離h,算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度 V,以h為橫軸，以-v2為縱軸畫出了如圖6所(3)某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.該同學(xué)經(jīng)正確操作得 到打點(diǎn)紙帶，在紙帶后段每兩個計(jì)時間隔取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次為1、2、3、4、5、6 7,測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個點(diǎn)的距離 h，并正確求出打相應(yīng)點(diǎn)時的速度V.各計(jì)數(shù)點(diǎn)，對應(yīng)的 數(shù)據(jù)見下表數(shù)點(diǎn)12345670.30.30.40.40.50.60.6h/m1768238140576v/m s2.42.62.82.93.6-175525253.13.425v2/m2 6.17.07.98.59.611.13.s-22623815615614請?jiān)谧鴺?biāo)圖中，描點(diǎn)作出 v2 - h圖線；由圖線可知，重錘下落的加速度 g'= m/s2 (保留三位有效數(shù)字)；若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 = 9.80 m/s2，根據(jù)作出 的圖線，能粗略驗(yàn)證自由下落的重錘機(jī)械能守恒的依據(jù)是 ,教學(xué)評價：現(xiàn)在我校在物理教學(xué)中對實(shí)驗(yàn)探究的重視程度都有所提高。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力也較前幾屆有所增強(qiáng)。這對提高我校物理的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的能力，有著很好的促 進(jìn)作用。驗(yàn)證機(jī)械能守恒