实验：验证机械能守恒定律说课稿

实验：验证机械能守恒定律（1）教材分析（4）教学过程分析（3）实验目的及原理《实验：验证机械能守恒定律》（2）教法学法分析教材分析：1、本节课是人教版高中物理，必修2第七章《机械能守恒定律》的第九节。机械能守恒是本章的核心内容，在物理学理论和应用方面十分重要，但这种思想和有关规律，由于其抽象性、概念性强，学生要真正的掌握和灵活运用还是很困难。2、本节内容安排在学习机械能守恒定律之后，旨在学生了解定律适用条件的基础上，通过实验测量及对实验数据的分析处理，对机械能守恒定律应用范围有深刻的认识。一、教材分析•机械能守恒定律告诉我们，在只有重力或者弹力做功的系统，机械能守恒。•在实验中只需测出重锤下降的高度和对应的速度，然后代入相关公式计算就可验证。知识层面：学生们通过前面学习，已经初步了解动能、势能的概念和机械能守恒定律的内容以及适用条件。能力层面：学生已会用打点计时器和刻度尺，初步具备一定的实验操作技能，和数据处理能力。本实验通过纸带数据的分析方法，学生要达到验证机械能守恒的目的，巩固纸带法处理数据能力。学情分析教学目标与重、难点教学目标1、实验验证机械能守恒定律；2、通过分组实验，提高学生动手能力、协作意识；3、进一步巩固利用纸带解决问题的能力。重点：验证机械能守恒定律难点：实验数据的处理与误差分析二、教法、学法分析1、教法：采用启发式、实验探究式教学方法，借助多媒体辅助教学等。2、学法：让学生亲自参与实验方案设计，小组互助、互动交流得出实验的过程方法步骤。实验目的：验证机械能守恒定律。三、实验目的及原理实验原理:在自由落体的运动中，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。212212222121)21(21mvmvmghghvmvmgh或初速度为01、创设情景、引入新课四、教学流程列举生活实例在运动员跳水的过程，入水之前机械能是否守恒？如果不计空气阻力，机械能是否守恒？2、设计实验，验证规律（1）探究确定研究方法:问题:如果让你设计一个实验来验证机械能守恒定律，你会怎样做？给出你的设计方案。学生的可能的回答有：如：自由落体、单摆、弹簧振子、物体沿光滑轨道下滑、各种抛体运动等等。设计意图：学生在预习学案基础上，提高设计能力，灵活运用所学知识解决问题的能力。分组讨论后，选取自由落体运动方案作研究！（2）方案原理分析问题1：用什么物体的什么运动过程可以验证机械能守恒定律？（重物自由下落）问题2：验证到什么结果就可以说验证了机械能守恒?（重物下落某过程ΔEp=ΔEk)问题3：如何测量自由落体运动中，物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量？（测量重物质量m,下落高度h，速度v）问题4：实验需要什么器材？（打点计时器…等）设计意图:引导学生依据原理，自主挑选实验器材设计意图：引导学生对方案的原理进行分析，探究方案实施的具体细节，落实方案设计的目标。打点计时器打下点迹纸带记录自由落体信息带夹子的重物自由下落？铁架台固定实验装置（3）实验器材:电火花打点计时器（或电磁打点计时器）、220V交流电源(或学生电源)、重物（300g±5g）、纸带、铁架台、刻度尺等①按照课本所示装置安装打点计时器②将纸带穿过计时器，下端与重物相连③先接通电源后释放纸带④更换纸带，重复以上步骤⑤选择纸带，处理数据（4）实验步骤:3、数据的记录及处理设计意图：指导学生挑选纸带方法，促使学生深入思考自由落体规律（1）怎样选纸带？起始点需要选择第1、2两点间距接近2mm的点迹清晰的纸带()。以打在纸带上的第1个点作为起始点（初速度为零）mmgtx202.08.9212122Onhnhn+1hn-1n+1n-1Thhvnnn211（2）怎样测定第n个点的瞬时速度？平均速度法：TTg＝9.8m/s2，T＝0.02s数据序号下落高度h(cm)瞬时速度v(m/s)重力势能减少量mgh(J)动能增加量(J)123.32227.75332.52437.75543.30221mv设计表格，记录数据：(3)、分析数据，得出结论数据序号下落高度h(cm)瞬时速度v(m/s)重力势能减少量mgh(J)动能增加量(J)123.322.100.690.66227.752.300.820.79332.522.500.960.94437.752.701.111.09543.302.881.271.24方法1：表格法设计意图：利用表格法对比分析数据，培养学生观察归纳总结的物理思想。221mv在误差允许范围内，重物下落中ΔEp=ΔEk,即证机械能守恒！0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.000.000.100.200.300.400.500.60hv2699.92）（22/2smv2）（mh数据序号下落高度h(m)瞬时速度v(m/s)(m2/s2)10.232.102.2020.282.302.6530.332.503.1340.382.703.6350.432.884.1560.490.384.72方法2：图像法22v由图可知直线斜率为9.699m/s2,在误差允许范围内与g近似相等。得出结论：在实验误差允许的范围内，物体自由下落时的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。（2）偶然误差：测量长度时会带来读数误差,作图误差。误差来源：（1）系统误差：实验中重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量ΔEk必定稍小于势能的减少量ΔEp。减小误差方法:(1)打点计时器安装时要竖直，同时必须使纸带与两限位孔在同一竖直线上；(2)重物选用质量较大而体积小的物体(即密度大物体)。4、误差分析？设计意图：锻炼学生寻找误差来源的能力，学会减小误差的方法作业设计写一份关于本节课实验的报告。板书设计实验：验证机械能守恒定律一、实验目的：验证机械能守恒定律二、实验原理：三、实验器材：打点计时器等四、实验步骤：1、安装装置2、穿纸带3、打纸带4、换纸带5、挑选纸带6、数据处理五、误差分析来源：摩擦阻力，读数、作图误差减小：限位孔竖直共线，选用V小m大重物212212222121)21(21mvmvmghghvmvmgh或欢迎批评指正！谢谢各位！