4.6 验证机械能守恒定律 课件 -2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修第二册

该粤教版2019高中物理课件聚焦“验证机械能守恒定律”，通过蹦极视频导入，引导学生观察绳子松弛与拉紧对应运动阶段，结合知识回顾（定律内容、表达式及条件），以问题链衔接实验设计，构建“理论回顾-情境分析-模型建构-实验验证”的学习支架。 其亮点在于深度融合核心素养：以蹦极情境激活能量观念，通过“人下落→小球自由落体”模型建构培养科学思维；实验设计含方案讨论、三种装置对比（操作与选材评价）及数据处理（起始点法、两点法、图像法），落实科学探究；误差分析与注意事项强调严谨性，课后选做题（创新实验方案）鼓励质疑创新，助力学生深化物理观念，教师易通过结构化内容提升教学效率。

第四章 第五节 验证机械能守恒定律 粤教版2019 页面统一为16:9宽幅画面比例尺寸；PPT统一格式为PPT或PPTX。 中文： 1. 课名：微软雅黑48号字； 2.（第一课时）：微软雅黑32号字； 3.学校名称：请填写全称； 4.学科、年级、主讲人、学校：华文楷体28号字（具体根据文字量可适当调整）。 英文 1.课名：字体以Times New Roman为主，字号一般使用32—36号，特别强调可以用40号； 2.（Period 1）：字体使用Arial，字号为28； 3.正文一般用24—28号，特别强调可用32号。 注意标点的规范（例如：中文省略号为……，可用Shift+数字键6打出中文省略号，英文省略号为…） 1 1.机械能守恒定律的内容 知识回顾 威廉·汉密尔顿 在只有重力或弹力做功的系统内，动能和势能发生相互转化，而系统的机械能总量保持不变。 2.机械能守恒定律的表达式 3.机械能守恒定律的条件 只有重力或弹力做功 知识回顾 蹦极视频 仔细观察蹦极过程中绳子是否有松弛、拉紧的情况？分别对应人的哪个运动阶段？ 思考与讨论：忽略空气阻力的影响，在整个蹦极过程中，运动员的机械能是否守恒？ ①运动员刚开始下落到绳子被拉直前：只有重力做功，机械能守恒。 一、提出问题 ②绳子被拉直后：绳子的拉力对运动员做功，机械能不守恒。 请注意： 1.正文标题为：黑体，30号字； 2.正文内容为：华文楷体，尽量不小于24号，特殊辅助性文字不低于18；根据文字量可适当调整。内容文字一行一般不能超过28个字，单页文字一般不能超过8行。 3.拍摄版本呈现内容务必与上传版本呈现的内容完全一致。 英文 1.正文标题为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为32—36号，特别强调可以用40号。 2.正文内容为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为24—28号，特别强调可用32号。 3.英文每行一般不能超过15个单词；单页文字一般不能超过8行。 5 运动员刚开始下落到绳子被拉直前，只有重力做功，机械能守恒。 如何验证这一过程机械能是守恒的呢？ 一、提出问题 请注意： 1.正文标题为：黑体，30号字； 2.正文内容为：华文楷体，尽量不小于24号，特殊辅助性文字不低于18；根据文字量可适当调整。内容文字一行一般不能超过28个字，单页文字一般不能超过8行。 3.拍摄版本呈现内容务必与上传版本呈现的内容完全一致。 英文 1.正文标题为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为32—36号，特别强调可以用40号。 2.正文内容为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为24—28号，特别强调可用32号。 3.英文每行一般不能超过15个单词；单页文字一般不能超过8行。 6 二、模型建构 把人自由下落的过程简化成小球或重物做自由落体运动。 请注意： 1.正文标题为：黑体，30号字； 2.正文内容为：华文楷体，尽量不小于24号，特殊辅助性文字不低于18；根据文字量可适当调整。内容文字一行一般不能超过28个字，单页文字一般不能超过8行。 3.拍摄版本呈现内容务必与上传版本呈现的内容完全一致。 英文 1.正文标题为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为32—36号，特别强调可以用40号。 2.正文内容为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为24—28号，特别强调可用32号。 3.英文每行一般不能超过15个单词；单页文字一般不能超过8行。 7 三、设计实验方案 1.如何得到重物下落的机械能？需要记录哪些信息？ 4.这些物理量应该满足什么关系才能验证机械能守恒？ 2.需要测量哪些物理量？需要哪些器材？ 3. 是否需要测量物体的质量呢？ 请注意： 1.正文标题为：黑体，30号字； 2.正文内容为：华文楷体，尽量不小于24号，特殊辅助性文字不低于18；根据文字量可适当调整。内容文字一行一般不能超过28个字，单页文字一般不能超过8行。 3.拍摄版本呈现内容务必与上传版本呈现的内容完全一致。 英文 1.正文标题为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为32—36号，特别强调可以用40号。 2.正文内容为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为24—28号，特别强调可用32号。 3.英文每行一般不能超过15个单词；单页文字一般不能超过8行。 8 几种实验装置 这几种装置都能符合实验的设想，请从操作和选材上评价以上三种装置。 几种实验装置 操作简单，一次实验可获得多组数据。 操作相对简单，但需要多次改变光电门的位置。 操作相对简单，对器材要求较高，一般中学物理实验室并未配备。 实验装置与器材 重锤（带夹子）、纸带、打点计时器、交流电源、毫米刻度尺、铁架台 深化实验方案 请注意： 1.正文标题为：黑体，30号字； 2.正文内容为：华文楷体，尽量不小于24号，特殊辅助性文字不低于18；根据文字量可适当调整。内容文字一行一般不能超过28个字，单页文字一般不能超过8行。 3.拍摄版本呈现内容务必与上传版本呈现的内容完全一致。 英文 1.正文标题为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为32—36号，特别强调可以用40号。 2.正文内容为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为24—28号，特别强调可用32号。 3.英文每行一般不能超过15个单词；单页文字一般不能超过8行。 11 思考： 1.如何选择纸带？选择纸带中的哪两个点作为运动过程中的初、末位置？ 2.如何测得初、末位置的高度差？ 3.如何测得初、末位置的瞬时速度？ 深化实验方案 请注意： 1.正文标题为：黑体，30号字； 2.正文内容为：华文楷体，尽量不小于24号，特殊辅助性文字不低于18；根据文字量可适当调整。内容文字一行一般不能超过28个字，单页文字一般不能超过8行。 3.拍摄版本呈现内容务必与上传版本呈现的内容完全一致。 英文 1.正文标题为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为32—36号，特别强调可以用40号。 2.正文内容为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为24—28号，特别强调可用32号。 3.英文每行一般不能超过15个单词；单页文字一般不能超过8行。 12 思考： 4. 测量长度的方式应该选择哪一种？ 方法一： 方法二： 深化实验方案 请注意： 1.正文标题为：黑体，30号字； 2.正文内容为：华文楷体，尽量不小于24号，特殊辅助性文字不低于18；根据文字量可适当调整。内容文字一行一般不能超过28个字，单页文字一般不能超过8行。 3.拍摄版本呈现内容务必与上传版本呈现的内容完全一致。 英文 1.正文标题为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为32—36号，特别强调可以用40号。 2.正文内容为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为24—28号，特别强调可用32号。 3.英文每行一般不能超过15个单词；单页文字一般不能超过8行。 13 方法一：利用起始点和第n个点 利用起始点到第n个计数点，重力势能减少量为mghn,动能增 加量为 ，计算ghn和 ，如果在误差允许范围内 ，则重物下落过程中机械能守恒。 四、数据处理方法 方法二：图像法 以 为纵坐标,以h为横坐标，绘制图像，若在误差允许 范围内，图像是过原点的倾斜直线，斜率为g，则重物下落过程中 机械能守恒。 四、数据处理方法 方法三：任意取两点A、B 从A到B机械能减少量mghAB，动能增加量 ， 计算ghAB和 ，如果在实验误差允许范围内 则重物下落过程中机械能守恒。 四、数据处理方法 五、实验步骤 1.纸带与重锤连接，安装打点计时器并固定，打点计时器的限位孔应在竖直方向上。 2.纸带穿过限位孔，在墨粉纸下方，手持纸带上方，重物应靠近打点计时器，先接通电源，稳定后释放纸带，纸带与重物一起下落。 3.结束后应立即关闭电源，取下纸带。 4.重物落地的地方应放置缓冲物。 5.重复以上步骤，打出2-3条纸带备用。 请注意： 1.正文标题为：黑体，30号字； 2.正文内容为：华文楷体，尽量不小于24号，特殊辅助性文字不低于18；根据文字量可适当调整。内容文字一行一般不能超过28个字，单页文字一般不能超过8行。 3.拍摄版本呈现内容务必与上传版本呈现的内容完全一致。 英文 1.正文标题为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为32—36号，特别强调可以用40号。 2.正文内容为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为24—28号，特别强调可用32号。 3.英文每行一般不能超过15个单词；单页文字一般不能超过8行。 17 取点编号 1 2 3 4 5 6 7 各点到起始点的距离hi/cm 各点的瞬时速度vi/(m/s) 重力势能的减少量 动能的增加量 六、实验数据记录表格 取点编号 1 2 3 4 5 6 7 各点到起始点的距离hi/cm 7.10 9.50 12.25 15.45 19.05 23.00 27.02 各点的瞬时速度vi/(m/s) \ 1.29 1.49 1.70 1.89 2.06 \ 重力势能的减少量 \ 0.93m 1.20m 1.51m 1.87m 2.26m \ 动能的增加量 \ 0.83m 1.11m 1.45m 1.78m 2.13m \ 七、实验数据分析 取一条起始两点间距小于或接近2mm的纸带，记录、分析数据 实验结论 在实验中，减少的重力势能与增加的动能相差很小，因此，在误差允许的范围内，可以认为，增加的动能等于减小的重力势能。 在误差允许的范围内，重锤自由下落的过程机械能守恒。 1.为什么动能的增加量小于重力势能的减少量？ 纸带与限位孔之间有摩擦、空气阻力的影响 2.还有哪些因素会给实验带来影响？如何控制这些因素以减小实验误差？ 测量长度带来的误差，可用多次测量求平均值的方法减小实验误差。 八、误差分析 一、实验原理 限位孔应在竖直方向上，释放重物前，重物应靠近打点计时器先接通电源再释放重物。 可利用初始位置、或取某两点，也可用图像法 课堂小结 三、数据处理方法 二、实验注意事项 课后作业 第一部分：必做题（1道实验题） 第二部分：选做题（创新：设计一个实验方案，使用其他运动模型验证机械能守恒定律） 1．用落体法验证机械能守恒定律的实验中 （1）运用公式 时对实验条件的要求是 ① ；② ． 课后作业（第一部分） （2）若实验中所用重锤的质量为m=1kg，打点纸带如图所示，图中分别标出了点A、B、C、D到第一个点O点的距离, 且打点间隔为0.02s，则记录B点时，重锤的速度vB= ,重锤的动能Ek= ,从开始下落起至B点重锤的重力势能减小了 ,由此可得结论 。 课后作业（第一部分） 2. 请设计一个实验方案，利用其他运动模型（除自由落体运动模型外）验证机械能守恒定律。 课后作业（第二部分） 1．用落体法验证机械能守恒定律的实验中 （1）运用公式 时对实验条件的要求是 ① ；② ． 不计阻力 物体自由下落 课后作业（第一部分）参考答案 （2）若实验中所用重锤的质量为m=1kg，打点纸带如图所示，图中分别标出了点A、B、C、D到第一个点O点的距离, 且打点间隔为0.02s，则记录B点时，重锤的速度vB= ,重锤的动能Ek= ,从开始下落起至B点重锤的重力势能减小了 ,由此可得结论 。 3.69m/s 6.82J 6.88J 在误差允许范围内动能的增加量等于重力势能的减小量 课后作业（第一部分）参考答案 模型一：用光滑斜面和小车验证机械能守恒定律 模型二：利用单摆小球验证机械能守恒定律 课后作业（第二部分）参考方案 谢谢 $