《實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計(jì)[共4頁(yè)]

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1、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)屬驗(yàn)證性學(xué)生實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖抢弥匚锏淖杂上侣潋?yàn)證機(jī)械能守恒定律，要掌握實(shí)驗(yàn)方法和技巧、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與處理，分析實(shí)驗(yàn)誤差，從而不僅從理論上了解機(jī)械能守恒定律，而且通過實(shí)際觀測(cè)從感性上增加認(rèn)識(shí)，深化對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解。教材中介紹了測(cè)量瞬時(shí)速度的更為簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的方法，要明白其道理。然而作為教者，卻不能生硬對(duì)教材“惟命是從”，實(shí)際操作中可對(duì)裝置中計(jì)時(shí)器的安裝稍作改進(jìn)降低計(jì)時(shí)器高度，這樣一來雖然紙帶的利用率降低，但其有效長(zhǎng)度的利用仍然是足夠的。【教學(xué)目標(biāo)】1理解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路，明確實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量。2知道實(shí)驗(yàn)中選取測(cè)量點(diǎn)的有關(guān)要求，會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中打出的紙

2、帶測(cè)定物體下落的距離，掌握測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度的方法。3能正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析中得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。4能定性地分析產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因，并會(huì)采取相應(yīng)的措施減小實(shí)驗(yàn)誤差?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的誤差分析及如何減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法?！窘虒W(xué)方法】探究、講授、討論、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、練習(xí)?！窘虒W(xué)手段】多媒體教學(xué)。【教學(xué)用具】多媒體課件（配套設(shè)備）、電火花計(jì)時(shí)器、重物（質(zhì)量300g3g）、紙帶、鐵架臺(tái)、燒瓶夾、電源。【教學(xué)過程】復(fù)習(xí)&引入上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律，掌握了機(jī)械能守恒定律的條件和公式。這節(jié)課我們通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一下機(jī)械能守恒定律。

3、一、實(shí)驗(yàn)介紹1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證機(jī)械能守恒定律。2實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證極其簡(jiǎn)單情形下的機(jī)械能守恒自由落體運(yùn)動(dòng)。而且，針對(duì)的是及其特殊的過程從釋放點(diǎn)到某位置。計(jì)量重力勢(shì)能的改變時(shí)，只要測(cè)量出過程越過的高度，結(jié)合當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣燃纯伞Ｓ?jì)量動(dòng)能改變時(shí)，啟用了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器根據(jù)打出的紙帶求末狀態(tài)的瞬時(shí)速度（依據(jù)“勻變速運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度”）。二、實(shí)驗(yàn)步驟1按圖安裝實(shí)驗(yàn)器材，電源接學(xué)生電源，并將輸出電壓調(diào)至46V交流。接通電源前，用手提升紙帶至重錘靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處。2先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落。關(guān)閉電源，取下紙帶備用。3重復(fù)步驟2兩次，打出3條紙帶。4取點(diǎn)跡清晰，且第一、二點(diǎn)距離接

4、近2mm的紙帶進(jìn)行測(cè)量。先將第一點(diǎn)記為O點(diǎn)，然后在紙帶上任取5個(gè)連續(xù)的點(diǎn)（或間隔點(diǎn)數(shù)相同的點(diǎn)）12345，如下圖所示。5驗(yàn)證O點(diǎn)到2點(diǎn)過程機(jī)械能守恒的方程為：mgh2=m，其中T為1點(diǎn)到2點(diǎn)（或2點(diǎn)到3點(diǎn)）之間的時(shí)間間隔，如果在誤差允許的范圍內(nèi)等式成立，試驗(yàn)就是成功的。同理，可以驗(yàn)證O點(diǎn)到3點(diǎn)過程、O點(diǎn)到4點(diǎn)過程的機(jī)械能是否守恒。6拆下器材，放回原處。三、數(shù)據(jù)處理&分析好，依據(jù)剛才的實(shí)驗(yàn)，我們采集整理以下信息：數(shù)據(jù)序號(hào)下落高度hn（m）瞬時(shí)速度vn（m/s）減少的重力勢(shì)能mghn（J）增加的動(dòng)能m（J）12345實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，重錘減少的重力勢(shì)能增加的動(dòng)能，所以，總的機(jī)械能是

5、。過渡：另外，我們還有一些細(xì)節(jié)問題需要特別注意，下面一起來匯總。注意事項(xiàng)：1本實(shí)驗(yàn)中的阻力（空氣阻力、紙帶阻力）是客觀存在的，只有當(dāng)重錘的重量足夠大，才能確保阻力遠(yuǎn)小于重力，近似滿足機(jī)械能守恒的條件。2如果我們得到的式子是mgh2m，是正常的，因?yàn)橛薪橘|(zhì)阻力作負(fù)功；反之，如果得到mgh2m，則說明實(shí)驗(yàn)有問題。3取第一、二點(diǎn)間距為2mm進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的道理是：只有當(dāng)振針抬起的一刻釋放紙帶，才會(huì)有第一、二點(diǎn)之間的距離為2mm，反之，如果振針運(yùn)動(dòng)到空中時(shí)釋放紙帶，則第一、二點(diǎn)之間的距離必然會(huì)小于2mm（因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)時(shí)間不足002s）。對(duì)于第二種情形，則相當(dāng)于初速度打第一點(diǎn)時(shí)初速度不為零（事實(shí)上是“小于”零

6、），所以不是本實(shí)驗(yàn)所規(guī)定的考查過程。很顯然，如果我們考查的是中途的任意兩點(diǎn)之間的過程，則2mm的這個(gè)要求是不必要的。4本實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)量重錘的質(zhì)量。5重力加速度不能取10m/s2，因?yàn)檫@是一個(gè)考查實(shí)際重力勢(shì)能變化的問題。加速度也不能通過紙帶求出，如果是這樣，我們所驗(yàn)證的守恒關(guān)系將是一個(gè)恒等關(guān)系從理論的角度看，本實(shí)驗(yàn)可以這樣看：重錘的加速度從多大的程度接近重力加速度，就是過程從多大程度上滿足機(jī)械能守恒定律。四、課堂小結(jié)本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了：1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河米杂陕潴w運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒。2紙帶的選取及重物速度的測(cè)量方法。3實(shí)驗(yàn)的誤差來源及注意事項(xiàng)。希望同學(xué)們課后將整個(gè)流程溫習(xí)一遍后再認(rèn)真回憶一下實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

7、，畢竟，細(xì)節(jié)決定成敗。五、作業(yè)布置1完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告；2教材“問題與練習(xí)”第1、2題上作業(yè)本。【教學(xué)反思】作為實(shí)驗(yàn)課的教后感，酸甜苦辣均有，更加深刻！講實(shí)驗(yàn)，背實(shí)驗(yàn)，在黑板上畫實(shí)驗(yàn)均不能代替學(xué)生親手做實(shí)驗(yàn)。上好實(shí)驗(yàn)課的一個(gè)重要前提是要有耐心。部分學(xué)生連日常生活起居也許還需要特別照顧，那若本著“因材施教”的原則，這部分學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)課應(yīng)讓其達(dá)到何等的知識(shí)、技能、道德標(biāo)準(zhǔn)，令人費(fèi)解！一半學(xué)生渴望實(shí)驗(yàn)課提高自己，一半學(xué)生渴望實(shí)驗(yàn)課發(fā)泄自己。那我想真正能體現(xiàn)一名教師課堂“駕馭能力”的必定是實(shí)驗(yàn)課，物理組同仁哪位前輩愿意公開一堂實(shí)驗(yàn)課，我想拜學(xué)。抱著微弱的希望，還是期待實(shí)驗(yàn)考查（動(dòng)手操作部分）真正獨(dú)立列入高考考查科目，讓我們學(xué)生的手真正動(dòng)起來！