第1章 第5节 科学验证：机械能守恒定律（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册（鲁科版2019）
第5节 科学验证：机械能守恒定律
核心素养 | 物理观念 | 科学思维 | 科学探究 | 科学态度与责任 |
1.理解机械能守恒定律的内涵． 2．能用机械能守恒定律解释生产生活中的相关现象，解决一些相关的实际问题，能体会守恒观念对认识物理规律的重要性． | 1.能在熟悉的问题情境中运用机械能守恒定律解决问题时建构物理模型，会分析机械能守恒的条件． 2．能从机械能守恒的角度分析动力学问题，通过推理，获得结论． 3．能用与机械能守恒定律等相关的证据说明结论． 4．能从不同视角解决动力学问题． | 1.能完成“验证机械能守恒定律”等物理实验． 2．能提出实验中可能出现的物理问题；能在他人的帮助下设计实验方案、获取数据；能分析数据、验证机械能守恒定律，能反思实验过程，尝试减小实验误差． 3．能撰写比较完整的实验报告，在报告中能呈现实验表格及数据分析过程，能尝试利用证据进行交流． | 1.通过对机械能守恒定律的验证，能认识科学规律的建立需要实验证据的检验，有较强的学习和研究物理的兴趣． 2．能认识机械能守恒定律对日常生活的影响． |
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| 3．具有与功和机械能相关的初步的能量观念． |
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[对应学生用书P26]
知识点一 | 机械能守恒定律 |
1.机械能
(1)定义：物体的动能与重力势能(弹性势能)之和称为机械能．
(2)表达式：E＝Ek＋Ep．
2．机械能守恒定律❶
(1)内容：在只有重力或弹力❷这类力做功的情况下，物体系统的动能和势能相互转化，但机械能的总量保持不变．
(2)条件：只有重力或弹力对物体做功．
(3)表达式：
mv
＋mgh2＝mv
＋mgh1或Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1.
1．通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化．(√)
2．通过弹力做功，动能和弹性势能可以相互转化．(√)
3．物体所受的外力不等于零，其机械能肯定不守恒．(×)
4．在一个运动过程中，既有重力做功，又有弹力做功，则系统的机械能一定不守恒．(×)
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知识点二 | 验证机械能守恒定律 |
1.实验目的
(1)验证机械能守恒定律．
(2)进一步熟悉打点计时器的使用．
2．实验器材
铁架台(带铁夹)、打点计时器、重物(带夹子)、纸带、刻度尺、交流电源、天平、砝码．
3．实验原理与设计
让带有纸带的重物自由下落❸，利用打点计时器记录重物下落过程中的运动情况．选取纸带上的某点作为高度的起点，量出纸带上其他点相对该点的距离作为高度．用天平称出重物的质量，算出重物经过这些点的重力势能．再计算重物经过这些点的瞬时速度，算出动能．最后，通过比较重物经过这些点的机械能，得出实验结论．
4．实验步骤❹
(1)测质量：使用天平称出重物质量．
(2)安装装置：按图甲所示把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与电源连接好．
(3)打纸带：在纸带的一端把重物用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近．先接通电源后释放纸带，让重物拉着纸带自由下落．重复几次，得到3～5条打好点的纸带．
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