《實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思想高三教學(xué)中，以往比較重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而輕視過程，針對(duì)學(xué)生背實(shí)驗(yàn)，記實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀； 在新課程三維目標(biāo)教學(xué)理念的指導(dǎo)下，我將突破以教師為中心，開展以學(xué)生實(shí)驗(yàn)為中 心，以教師引導(dǎo)、小組合作為主要方式的實(shí)驗(yàn)探究。實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重學(xué)生學(xué)習(xí)過程的體 驗(yàn)。培養(yǎng)學(xué)生善于提出實(shí)驗(yàn)需要研究的問題，嘗試對(duì)物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)判斷，主 動(dòng)思考解決問題的辦法，靈活地應(yīng)用物理學(xué)的思想與方法有效地解決問題，能正確地 表述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行科學(xué)地分析和評(píng)估。教材分析機(jī)械能守恒定律在物理學(xué)理論和應(yīng)用方面十分重要，是高中物理的重點(diǎn)內(nèi)容，為今后學(xué)習(xí)動(dòng)量守恒、電荷守恒等守恒定律打下基礎(chǔ)，起到了承上啟下的作用。但這種思 想和有關(guān)的概念、規(guī)律，由于其抽象性強(qiáng)，學(xué)生要真正的掌握和靈活運(yùn)用還是很困難。 本節(jié)內(nèi)容安排在學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律之后，目的是為了使學(xué)生在理論上對(duì)機(jī)械能守恒 定律有所了解的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，對(duì)機(jī)械能守恒定律 及條件有深刻的認(rèn)識(shí)。學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)掌握了動(dòng)能、重力勢(shì)能等概念以及動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律等定理、定 律；知道功是能量轉(zhuǎn)換的量度以及機(jī)械能守恒的條件。學(xué)生已具備一定的實(shí)驗(yàn)操作技 能，會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等實(shí)驗(yàn)儀器。具備一定的數(shù)據(jù)處理能力。因此，在本節(jié)的教學(xué)中， 應(yīng)注意知識(shí)的深化和科學(xué)研究方法、情感態(tài)度的教育，避免知識(shí)的簡(jiǎn)單重復(fù)和沒有新后、。教學(xué)目標(biāo)：（一）知識(shí)與技能1、會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度。2、掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。（二）過程與方法通過用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，體驗(yàn)驗(yàn)證過程和物理學(xué)的研究方 法。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過親身實(shí)踐，樹立“實(shí)踐是 檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀。培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的 科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)：掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。教學(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。教學(xué)方式：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，并討論、交流學(xué)習(xí) 成果。教學(xué)用具:重物、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器以及紙帶，復(fù)寫紙片，低壓電源及兩根導(dǎo)線，鐵架臺(tái)和鐵夾, 刻度尺，小夾子。教學(xué)流程圖師生互動(dòng)，學(xué)生分析討論L能力想升訓(xùn)練學(xué)牛分組實(shí)驗(yàn)I復(fù)習(xí)回顧，新課引入教學(xué)過他（一）復(fù)習(xí)產(chǎn)顆1、什么叫冰蹲鈍隆咖鯉打法2、機(jī)械能守恒的條件是什么（二）新課教學(xué)W小實(shí)驗(yàn)引入性驗(yàn)教學(xué) 教師活動(dòng)：臉強(qiáng)續(xù)豳螂鏈驗(yàn)之前，出師應(yīng)強(qiáng)調(diào)如下幾個(gè)問題裂1蠟影）1、是否需要測(cè)量重物的質(zhì)量？選擇重物時(shí)，選輕一點(diǎn)的好還是重一點(diǎn)的好？為什么？2、在安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)注意什么？為什么?3、實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？為什么？4、測(cè)量下落高度時(shí)，某同學(xué)認(rèn)為都必須從起始點(diǎn)算起，不能弄錯(cuò)。他的看法正確 嗎？為了減小測(cè)量h值的相對(duì)誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好，還是 近些好？5、該實(shí)驗(yàn)中選取被打點(diǎn)紙帶應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是第一點(diǎn)。為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，。點(diǎn)的速度應(yīng)為零。怎樣判別呢？可不可以回避此問題？學(xué)生活動(dòng)：思考老師的問題，討論、交流。選出組代表發(fā)表見解。1、因?yàn)椴恍枰牢矬w在某點(diǎn)動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，所以不必測(cè)量物體的質(zhì)量mf而只需驗(yàn)證-v2 =ghn就行了。 22、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以盡量減少重物帶 著紙帶下落時(shí)所受到的阻力作用。3、必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后才能松開紙帶讓重物下落。4、這個(gè)同學(xué)的看法是正確的。為了減小測(cè)量 h值的相對(duì)誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好。5、因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打點(diǎn)一次，在最初的0.02 s內(nèi)物體下落距離應(yīng)為0.002 m,所以應(yīng)從幾條紙帶中選擇第一、二兩點(diǎn)間距離接近兩年 2 mm的紙帶進(jìn)行測(cè) 量；二是在紙帶上所選的點(diǎn)就是連續(xù)相鄰的點(diǎn)，每相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔 t =0.02 s.可以回避我們可以選取A、B兩點(diǎn)，比較它們的機(jī)械能EA和EB。若以點(diǎn)B為0勢(shì)能點(diǎn),1212則需驗(yàn)證：vB 一一vA = g&hAB即可22教師活動(dòng)：聽取學(xué)生匯報(bào)，點(diǎn)評(píng)，幫助學(xué)生解決困難。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。數(shù)據(jù)處理方法討論，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；學(xué)生進(jìn)行誤差 分析，總結(jié)如何減小誤差。教師活動(dòng)：多媒體投影學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，及處理過程。總結(jié)提煉學(xué)生觀點(diǎn)，適當(dāng)發(fā)問(三)課堂提升訓(xùn)練1、為進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，有下列器材可供選用：鐵架臺(tái)，打點(diǎn) 計(jì)時(shí)器，復(fù)寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導(dǎo)線，電鍵，天平。其中不必要的器 材有： ;缺少的器材是 。2、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，如果以為 v2縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪2出的圖線應(yīng)是 ,才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其斜率等于 的數(shù)值。實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律一、實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒二、要注意的問題三、速度的測(cè)量四、描點(diǎn)作出v2 - h圖線五、實(shí)驗(yàn)的誤差來源作業(yè)設(shè)計(jì)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量 m= 0.30 kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí) 器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔 T= 0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓?加速度為g = 9.8 m/s2.(1)同學(xué)甲選取一條紙帶如圖所示，在點(diǎn)跡較清晰的部分選取某點(diǎn)O作為起始點(diǎn)，圖中A、B、C、D為紙帶上選取的四個(gè)連續(xù)點(diǎn).根據(jù)vC= 喝挺計(jì)算出C點(diǎn)的速度，然一一 E1后利用 mgh= 2 mv(2驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，這樣處理存在的錯(cuò)誤是(2) 同學(xué)乙利用同學(xué)甲的紙帶測(cè)量出： 。氏15.55 cm,。諼19.20 cm, OD- 23.23 cm.根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算重物和紙帶下落的加速度 a=m/s2,進(jìn)一步計(jì)算重物和 紙帶下落過程中所受的阻力 Ff =N.(3)同學(xué)內(nèi)通過實(shí)驗(yàn)得到一條紙帶，測(cè)量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下第一個(gè)點(diǎn)1的距離h,算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度 v,以h為橫軸，以v2為縱軸回出了如圖6所 示的圖線，圖線未過原點(diǎn)。.試分析同學(xué)內(nèi)在實(shí)驗(yàn)操作過程中可能出現(xiàn)的問題是(3)某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.該同學(xué)經(jīng)正確操作得 到打點(diǎn)紙帶，在紙帶后段每?jī)蓚€(gè)計(jì)時(shí)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次為 1、2、3、4、5、6、7, 測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個(gè)點(diǎn)的距離 h,并正確求出打相應(yīng)點(diǎn)時(shí)的速度v.各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 數(shù)據(jù)見下表數(shù)點(diǎn)1234567h/m0.3170.3680.4230.4810.540.6050.676v/m - s-12.4752.652.8252.9253.13.43.625v2/m2 - s-26.1267.0237.9818.5569.6111.5613.14請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖中，描點(diǎn)作出 v2 - h 圖線；由圖線可知，重錘下落的加速度g=m/s2 (保留三位有效數(shù)字)；若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 = 9.80 m/s2 ,根據(jù)作出 的圖線，能粗略驗(yàn)證自由下落的重錘機(jī)械能守恒的依據(jù)是 L教學(xué)評(píng)價(jià)：現(xiàn)在我校在物理教學(xué)中對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的重視程度都有所提高。 學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力也 較前幾屆有所增強(qiáng)。這對(duì)提高我校物理的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的能力，有著很好的促 進(jìn)作用。驗(yàn)證機(jī)械能守恒的數(shù)據(jù)處理方法有很多種；鼓勵(lì)學(xué)生用圖像法來驗(yàn)證，畫出 圖像，討論其縱坐標(biāo)，橫坐標(biāo)，化曲為直思想。以及斜率的物理意義，有無過原點(diǎn)， 從圖像總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論；誤差分析，操作有無錯(cuò)誤。讓學(xué)生學(xué)會(huì)推廣實(shí)驗(yàn)圖像。回顧這 節(jié)課，我深刻地悟出了這樣的道理，教師的作用不是告訴學(xué)生什么，而是恰到好處地 引導(dǎo)學(xué)生自己去探究去思考！