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

1、物品准备：课本、导学案、课堂练习本、课堂复述本、草稿本、异色笔（红、蓝、黑） 2、思想准备：思想进入课堂，心态积极进取。 3、知识准备： 1、机械能守恒定律 2、纸带分析 课前准备 4.课前3分钟朗读：导学案课前三分钟朗读内容。 1.内容：在只有重力和弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。 ② △EK增＝△EP减 或△EK减＝△EP增 机械能守恒定律 2.条件：（1）系统内只有重力（或弹力）做功； （2）只发生动能和势能间的相互转化。 3.表达式： ① EP2+EK2=EP1+EK1 （ E2= E1） 课前三分钟阅读+检测 1.内容：在只有 的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。 ② ; 或 . 机械能守恒定律 2.条件：（1）系统内只有 ； （2）只发生 间的相互转化。 3.表达式： ① ; 课前三分钟阅读+检测 讲课人： 日期： 第八章 机械能守恒定律 8.5 验证机械能守恒定律 人教版高中物理必修二（2019） 4 1.（低阶）我们通过阅读课本，能够理解验证机械能守恒定律的原理。 2.（中阶）我们通过小组合作，会设计实验方案，确定需要测量的物理量，采用正确的方法测量相关的物理量。（重点） 3.（高阶）我们通过观看实验视频，能够控制实验条件，正确进行实验操作，获取物体下落的高度和速度大小等数据，会分析动能增加量小于重力势能减少量的原因，并采取相应措施，以减小实验误差。 （难点） 学习目标 导 思、议 展 测 齐读学习目标1分钟 新课导入 (1)机械能守恒的条件是什么？ (2)对于一个物体或系统，机械能守恒的表达式是什么？ (3)你是否可以举一些生活中机械能守恒的实例？ (4)根据机械能守恒的条件和你所举的生活实例，你是否可以从中选择一个实例来验证机械能守恒定律呢？ 任务一：低阶学习目标 新课讲授 1.通过研究自由下落物体的机械能是否变化来验证机械能守恒定律，需要测量哪些物理量，分别需要哪些器材？ 2.怎样得到物体下落过程中重力势能的变化？需要测量什么？ 3.如何计算纸带上某点的瞬时速度，继而计算得到这点的动能？ 4.如何验证物体的机械能守恒？ 新课讲授 1.需要测量两个物理量： (1)物体所处位置的高度（刻度尺）； (2)物体的运动速度（纸带平均速度法）。 物理量的测量 2.铁架台(带铁夹)、打点计时器、重物(带夹子)、纸带(数条)、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源。 任务二：中阶学习目标 新课讲授 3.数据分析 新课讲授 3.数据分析 新课讲授 3.数据分析 新课讲授 (1)重物下落过程中，除了重力外会受到哪些阻力？怎样减少这些阻力对实验的影响？ (2)重物下落时，最好选择那两个位置作为过程的开始和结束的位置？ 任务三：高阶学习目标 新课讲授 视频再巩固 新课讲授 （1）重物下落时所受的空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦力减小各种阻力的措施 ①安装时使打点计时器的限位孔与纸带处于同一竖直平面内； ②应选用质量和密度较大的重物。 因重物下落过程中要克服阻力做功，实验中动能增加量必定稍小于重力势能减少量，否则实验数据不准确。 （2）重物下落时，可以直接从开始下落的O点至任意一点来进行研究 例2：一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下: A.将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平 B.测出遮光条的宽度d。 C.将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离L D.释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间 E.用天平称出托盘和桂码的总质量 F......... 回答下列问题: (1 )在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了多少？ 课堂练习 解： 我们研究的是滑块和托盘砝码组成的系统，在该系统中托盘的高度下降，重力势能转化为系统的动能，即系统减少的重力势能即为托盘和砝码减少的： ∆Ep=mgl (2)为验证机械能守恒定律，还需要测量哪个物理量？ 重力势能转化为系统的动能，为了验证机械能守恒，需满足的关系是： 挡光条通过光电门的速率： 所以还需要测量滑块和挡光条的总质量M。 课堂练习 (3)若要符合机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足怎样的关系？ 课堂练习 一、实验思路 二、物理量的测量 ①重物的质量用天平测出 ②用直尺量纸带上某两点的距离。 ③纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点的平均速度。 满足机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功，或重力势能↔动能 ∆EP=∆Ek 三、数据分析 重力势能的减少=动能的增量： 课堂小结 感谢耐心聆听 I'd like to finish by saying how grateful I am for your attention. 方法一：利用起始点和第n点计算，代入ghn和eq \f(1,2)veq \o\al(2,n)，如果在实验误差允许的范围内，ghn＝eq \f(1,2)veq \o\al(2,n)，则验证了机械能守恒定律。 方法二：任取两点计算。先任取两点A、B测出hAB，算出ghAB。再算出eq \f(1,2)veq \o\al(2,B)－eq \f(1,2)veq \o\al(2,A)的值。如果在实验误差允许的范围内，ghAB＝eq \f(1,2)veq \o\al(2,B)－eq \f(1,2)veq \o\al(2,A)，则验证了机械能守恒定律。 方法三：图像法。从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以eq \f(1,2)v2为纵轴，以h为横轴，绘出eq \f(1,2)v2－h图线，若是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律。 100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102 Lavf58.50.100 $$