物理实验教学设计（三维五环教学模型）验证机械能守恒定律 张娇月实验：验证机械能守恒定律 【教学目标】知识与技能 1.能够使用纸带由一个点计时器标记来计算物体的移动速度。 2.掌握验证机械能守恒定律的实验原理。 3.通过学生独立思考解决实验中遇到的问题，处理实验数据。 过程与方法利用纸带和打点计时器验证机械能守恒定律，体验物理学的验证过程和研究方法。 培养学生合作探究的精神。 通过实验验证情感、态度和价值观，体验学习的乐趣，激发学习的兴趣； 通过亲身实践，树立了“实践是检验真理的唯一标准”的科学理念。 培养学生的观察和实践能力、合作能力、独立思考能力、发现问题和解决问题的能力。 [教学重点] 掌握验证机械能守恒定律的实验原理。 引导学生主动思考，培养学生合作探究的能力。 【教学难点】 1.如何设计实验来验证机械能守恒定律 2.实验数据误差分析以及如何减少实验误差 【自主学习】机械能守恒定律的内容是。 你能设计一个实验过程来验证机械能守恒定律吗？ 推导出本实验中机械能守恒定律的具体表达式。 如何求A点的瞬时速度vA？ 5、如何确定重物下落的高度？ 6、如何分析得到的实验数据？ 【合作研究】实验的设计思路？ 实验需要什么设备？ 这个实验的步骤是什么？ 实验过程中有哪些注意事项？ 哪些环节会对实验数据产生影响？ 教学过程： 教师活动： 1、推导本实验中机械能守恒定律的具体表达。
图1中，质量为m的物体从O点自由落体，地面作为零重力势能面。 下落过程中任意两点A、B的机械能分别为： EA=,EB= 如果忽略空气阻力，物体下落过程中机械能守恒，所以EA=EB免费下载7.9实验：验证机械能守恒定律教学设计，即 = 上式公式也可以写成图形。 等式左边代表物体从A到B的动能增加量，右边代表物体从A到图2，如何求A点的瞬时速度vA？ 根据物体在一定时间t内匀加速的平均速度等于该时刻中间时刻的瞬时速度，可以计算出A点的瞬时速度vA。 图2是垂直纸带实际从下到上打点后的情况。 从O点出发，取点1,2,3,...，图中s1,s2,s3,...分别为0到2点，1到3点，2到4点...的距离每个段之间。 根据公式t=2×0.02s（纸带上任意两相邻点之间的时间为0.02s），即可求出每段的平均速度。 这些平均速度等于1,2,3,...各点对应的瞬时速度v1,v2,v3,... 3.如何确定重物下落的高度？ 图2中，h1、h2、h3、…分别是纸带从O点落下的高度。根据以上数值，可以计算出任意点的重力势能和动能，从而验证了定律机械能守恒。 教师引导学生思考以下问题： 1、本实验选择点纸带时应注意两点：一是第一个O点是计时的起点，O点的速度应为零。
怎样说呢？ 2、有必要测量重物的质量吗？ 3、设置打点定时器时需要注意什么？ 为什么？ 4、实验过程中，打开电源、松开纸带的顺序是怎样的？ 为什么？ 5、在测量跌落高度时，某同学认为一定要从起点计算，不能有错误。 他说得对吗？ 为了减少h值测量的相对误差，每个选定的计数点应该离起始点适当远一些，还是更近一些？ 学生活动：思考老师的问题，讨论、交流。 选出代表发表意见。 1、由于打点定时器每0.02秒打点一次，物体在前0.02秒内的下落距离应为0.002m，因此应从几条纸带中选择第一点和第二点之间距离接近2毫米的纸张。 卷尺用于测量； 其次，纸带上选取的点是连续的相邻点，每两个相邻点之间的时间间隔为t=0.02s。 2.因为不需要知道物体在某一点的动能和势能的具体值，所以不需要测量物体的质量m，而只是验证一下。 3、打点计时器应垂直稳定安装，使其两个限位孔在同一垂直平面内，以尽量减少重物随纸带下落时的阻力。 4、必须先打开电源，打点定时器能正常工作后，才能松开纸带让重物落下。 5、这位同学的观点是正确的。 为了减少测量h值的相对误差，最好将每个计数点选择得适当远离起始点。 教师活动：听取学生汇报，提出意见，帮助学生解决困难。
进行实验：教师选择有较好实验想法的小组上台演示实验，小组成员讲解实验原理、实验步骤、数据处理方法。 然后其他小组的成员讨论实验的合理性。 梯形训练，扎实学习 1、为了进行实验验证机械能守恒定律，需准备以下设备：铁架、打点计时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电源、电线、电钥匙、天平。 不必要的设备包括：； 缺少的装备是。 2. 物体做自由落体运动时，只受力作用，其机械能守恒。 若物体从高度H自由落体时的速度为V，则应有MgH=。 因此，只要gH=1/2V2成立，就可以验证物体处于自由落体运动。 物体的机械能是守恒的。 3. 从每条打印的纸带中选择一个点标记，以及第一个和第二个点之间距离较近的纸带。 4、测量第N点瞬时速度的方法是测量该N点前后相等时间T内的两个相邻点的距离SN和SN+1。 可用公式VN=计算。 5、验证机械能守恒定律时，若以v2/2为纵轴，以h为横轴，则应根据实验数据画出图表，以验证机械能守恒定律机械能，其斜率等于该值。 6、在做“验证机械能守恒定律”实验时，用打点定时器打印出如图3所示的纸带，其中A点为第一个点，0、1、2.. . 是连续的计数点。 相邻两个计数点之间的测量距离分别为 s1、s2、s3、s4、s5 和 s6。 已知相邻计数点之间的计数时间间隔为T。
根据纸带测量的距离和打点的时间间隔，可计算出本次实验中重物下落运动的加速度表达式为。 当击中 5 号计数点时，纸带运动的瞬时速度表达式为： 为验证机械能守恒定律，减少实验误差，应选择已计数点与已计数点之间的过程为研究对象。 7、在某次“验证机械能守恒定律”的实验中免费下载7.9实验：验证机械能守恒定律教学设计，用6V、50Hz点计时器制作了一条无漏点的纸带，如图4所示。O点为重锤的起始点。下降，选择的计数点为A、B、C、D。每个计数点到O点的长度已在图上标出。 单位是毫米。 重力加速度为 9.8m/s2。 如果砝码的重量是1kg。 ① 当打点定时器触及 B 点时，重物的下落速度 vB = m/s，重物的动能 EkB = J。 ② 从下落开始开始，当定时器触及 B 点时，重物的重力重物的势能减少J。 ③根据纸带提供的数据，在允许误差范围内，从重物从静止到击中B点的过程得出结论。 【课堂小结】思考方法是解决问题的关键，是物理教学的基础； 亲身实践、参与知识发现过程、独立思考问题是培养学生能力的关键。 没有思维方法和实践活动物理资源网，物理教学就成了死记硬背。 熟记书本知识。 学生素质的培养已成为一句空话。 在这节课的教学中，教师不宜过多讲解，应引导学生独立完成实验。 培养学生独立解决问题的能力。