《2023年高二物理人教版必修2 实验验证机械能守恒定律教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年高二物理人教版必修2 实验验证机械能守恒定律教案.docx（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验：验证机械能守恒定律重/难点重点：实验原理及方法的选择及掌握。难点：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。 重/难点分析重点分析：（1）要弄清实验目的，本实验为验证性实验，目的是利用重物的自由下落验证机械能守恒定律；（2）要明确实验原理，掌握实验的操作方法与技巧、学会实验数据的采集与处理，能够进行实验误差的分析，从而使我们对机械能守恒定律的认识，不止停留在理论的推导上，而且还能够通过亲自操作和实际观测，从感性上增加认识，深化对机械能守恒定律的理解（3）要明确纸带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法。难点分析：（1）通过学生自主学习，培养学生设计实验、采集数据，处理数据及实验误
2、差分析的能力；（2）通过同学们的亲自操作和实际观测掌握实验的方法与技巧；（3）通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法；（4）通过实验过程使学生体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑。突破策略1、实验目的本实验属验证性实验，实验目的是利用重物自由下落的现象验证机械能守恒定律。2、认识实验仪器：组装实验仪器、明确各个仪器的功能。电磁式打点计时器电源应选择10V以下，火花式打点计时器应选择220V。打点计时器限位孔位置应为竖直。纸带的长度应在1m左右。3、理解实验原理通过对物体自由下落运动的研究来验证机械能守恒定律
3、的实验原理是：忽略空气阻力，自由下落的物体在运动过程中机械能守恒，即重物动能的增加量等于其重力势能的减少量。具体地说：（1）若以重物下落的起始点O为基准，设重物的质量为m，测出物体自起始点O下落距离h时的速度v，则在误差允许范围内，由计算得出,机械能守恒定律即被验证。（2）若以重物下落过程中的某一点A为基准，设重物的质量为m，测出物体对应于A点的速度，再测出物体由A点下落后经过B点的速度，则在误差允许范围内，由计算得：，机械能守恒定律即被验证。4、掌握实验的方法与技巧实验步骤（展示幻灯片）（1）把打点计时器固定在桌边的铁架台上。（2）把打点计时器接到交流低压电源上。（3）将纸带固定在重锤上。
4、（4）将纸带穿过计时器,并将纸带提升到一定高度。 （5）接通电源,然后释放纸带。断开电源,取下纸带。（6）更换纸带,重新进行同一要求的实验。（7）挑选点迹清晰的纸带研究,用毫米刻度尺测出距离,记录数据。（8）根据记录的数据进行有关计算并得出结论。（9）拆掉导线,归整器材。学生实验问题讨论问题1：本实验要不要测量物体的质量？验证机械能守恒定律的表达式： 和 中，式子两边均有重物的质量m，因而也可不具体测出m的大小，而将m保留在式子中。问题2：对实验中获得的数条纸带应如何选取？ 5、分两种情况加以说明：（1）用验证。这是以纸带上第一点（起始点）为基准点来验证机械能守恒定律的方法。由于第一点应是重物
5、做自由落体运动开始下落的点，所以应选取点迹清晰且第1、2两点间的距离接近2mm的纸带。（2）用验证。这是回避起始点，在纸带上选择后面的某两点验证机械能守恒定律的方法。由于重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点为基准点，势能的大小不必从起始点开始计算。这样，纸带上打出起始点O后的第一个0.02s内的位移是否接近2mm，以及第一个点是否清晰也就无关紧要了。实验打出的任何一条纸带，只要后面的点迹清晰，都可以用于计算机械能是否守恒。实验开始时如果不是用手提着纸带的上端，而是用夹子夹住纸带的上端，待开始打点后再松开夹子释放纸带，打点计时器打出的第一个点的点迹清晰，计算时从第一个计时点开始至某一点的机械
6、能守恒，其误差也不会太大。回避第一个计时点的原因也包括实验时手提纸带的不稳定，使第一个计时点打出的点迹过大，从而使测量误差加大。问题3：重物的速度怎样测量？结论：做匀变速直线运动的纸带上某点的瞬时速度，等于与之相邻两点间的平均速度。问题4：通过处理实验数据，可得出什么结论？ 问题5：实验误差分析，提出问题，在得到的实验数据中，大部分同学得到的结论是，重物动能的增加量稍小于重力势能的减少量，即 。是怎么造成的呢？（1）重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带与计时器之间的摩擦力。（2）计时器平面不在竖直方向，纸带平面与计时器平面不平行是阻力增大的原因。（3）电磁打点计时器的阻力大于电火花计时器
7、。由于阻力的存在，重物动能的增加量稍小于势能的减少量，即。例：在验证机械能守恒定律时，如果以为纵轴，以h为横轴，（h为从第一点到选定点的距离）根据实验数据绘出的图象应是什么形状才能验证机械能守恒定律，图线的斜率表示什么？解析：由，可得，即是h的正比例函数。所以，根据实验数据绘出的图象应是通过原点的一条倾斜直线。由可知，图线的斜率表示重力加速度g。突破反思科学态度和科学作风的熏陶，提高科学文化素质，而且需要体验科学探究过程，增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情，为终身发展，形成科学的世界观和价值观打下基础。围绕这一原则，我们要积极的转变教学方式和学生的学习方式。本次课正是努力朝着这个方向做的。主要体现在以下几个方面： 1、变验证型实验为探究型实验；2、恰当的设置了探究点； 3、注重了知识与技能循序渐进的教学； 4、充分展示了学生的主体地位； 5、学生的合作意识、态度情感和价值观得到了升华。第 页
