（新课标）高中物理 第七章 第九节 实验 验证机械能守恒定律教案 新人教版必修2

第九节 实验:验证机械能守恒定律 教学目标： （一）知识与技能 1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。 2、掌握验证机械能守恒定律的实验原理。 （二）过程与方法 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。 （三）情感、态度与价值观 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。 教学重点： 掌握验证机械能守恒定律的实验原理。 教学难点： 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。 教学方法： 教师启发、引导，学生自主设计实验方案，亲自动手实验，并讨论、交流学习成果。 教学用具： 重物、电磁打点计时器以及纸带，复写纸片，低压电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺，小夹子。 教学过程： （一）课前准备 教师课前布置学生预习本节实验。下发预习提纲，重点复习下面的三个问题： 1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。 在图1中，质量为m的物体从O点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点A和B的机械能分别为： EA= ， EB= 如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有 EA=EB，即 = 上式亦可写成 该式左边表示物体由A到B过程中动能的增加，右边表示物体由A到B过程中重力势能的减少。等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始下落的O点至任意一点（如图1中A点）来进行研究，这时应有： ----本实验要验证的表达式，式中h是物体从O点下落至A点的高度，vA是物体在A点的瞬时速度。 2、如何求出A点的瞬时速度vA？ 根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A点的瞬时速度vA。 图2是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从O点开始依次取点1，2，3，……图中s1，s2，s3，……分别为0～2点，1～3点，2～4点…… 各段间的距离。 根据公式 ，t=2×0.02 s（纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0.02s），可求出各段的平均速度。这些平均速度就等于是1，2，3，……各点相对应的瞬时速度v1，v2，v3，…….例如： 量出0～2点间距离s1，则在这段时间里的平均速度 ，这就是点1处的瞬时速度v1。依次类推可求