8.5 验证：机械能守恒定律 教学设计-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

验证：机械能守恒定律 一、教学分析 机械能守恒定律在物理学理论和应用方面十分重要，是高中物理的重点内容，为今后学习动量守恒、电荷守恒等守恒定律打下基础，起到了承上启下的作用。但这种思想和有关的概念、规律，由于其抽象性强，学生要真正的掌握和灵活运用还是很困难。 本节内容安排在学习机械能守恒定律之后，目的是为了使学生在理论上对机械能守恒定律有所了解的基础上，通过实验测量及对实验数据的分析处理，对机械能守恒定律及条件有深刻的认识。 二、教学目标 物理观念 1．理解实验的设计思路，明确实验中需要测量的物理量。 2．知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的瞬时速度的方法。 3．能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析中得出实验结论。 4．能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差 科学思维 通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。 科学探究 掌握验证机械能守恒定律的实验原理 科学态度与责任 通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。 三、教学重难点 教学重点：设计方案、实验原理和方法、速度的测量、实验误差的分析。 教学难点：速度的测量和实验误差的分析。 四、教学过程 导入新课：上节课我们学习了机械能守恒定律，掌握了机械能守恒定律的条件和公式。这节课我们通过实验来验证一下机械能守恒定律。 进行新课 一、实验目的：通过研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，验证机械能守恒定律。 二、实验原理 1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能转化为动能，总的机械能守恒，即mgh＝1/2mv2. 2．物体下落高度的测量：通过纸带用刻度尺测出． 3．物体瞬时速度的测量、计算：纸带上第n个点的瞬时速度等于这个点前后相邻两点间的平均速度 实验器材 铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重锤(带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、学生电源 三、进行实验 1用天平称出重锤的质量。 2按课本图所示，把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点记时器与交流电源连好。打点计时器安装时必须使纸带两限位孔在同一竖直线上以减小摩擦阻力。这一步你有好的改良意见吗？把铁架台降低并固定到桌面上 3用手握着纸带上端并让纸带保持竖直，让重物静止地靠近打点计时器。 4接通电源，松开 纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列 小点， 断开电源。先接通电源，后松纸带为什么 ？ 5换个同学，重复以上2-4步几次，得3—5条纸带。 6在打好点的纸带中挑选点 迹清晰 的一条纸带，在起始 点标上0，以后各依次标上1、2、3......用刻度尺测出对应高度h1、h2、h3...... 四、数据处理： 观察表格数据，总结实验结论：在实验误差允许范围内，重物重力势能的减少量等于动能的增加量，即机械能守恒。 五、质疑点拨 提出问题：在验证机械能守恒定律的试验中，一定要测量重物的质量吗？ 教师点拨：比较动能的增加量和重力势能的减少量时可以两边都拿去质量进行比较。所以可以不需要测量重物质量。 提出问题：可以用自由落体表达式计算瞬时速度吗？ 教师点拨：我们要要验证的表达式和自由落体表达式时一样的，因此不能用。另外，与自由落体g相关的表达式都不能用。 六、【板书设计】 课后反思 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；让学生亲自实践参与知识的发现过程培养了学生分析问题、解决问题的能力，同时也让学生体会到了成功的乐趣，对物理的学习更加充满了期待。思维是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。 通过本节课的实验使学生在理论上对机械能守恒定律有所了解的基础上，通过实验测量及对实验数据的处理，对机械能守恒定理及条件有了深刻的理解。 1、理解了实验的设计思路，明确了实验中需要测量的物理量。 2、知道了实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，掌握了测量物体运动的瞬时速度的方法。 3、能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析中得出实验结论。 4、能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差。 学科网（北京）股份有限公司 $$