《實驗：驗證機械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計(共4頁)

精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實驗：驗證機械能守恒定律教學(xué)設(shè)計本實驗屬驗證性學(xué)生實驗，實驗?zāi)康氖抢弥匚锏淖杂上侣潋炞C機械能守恒定律，要掌握實驗方法和技巧、實驗數(shù)據(jù)的采集與處理，分析實驗誤差，從而不僅從理論上了解機械能守恒定律，而且通過實際觀測從感性上增加認識，深化對機械能守恒定律的理解。教材中介紹了測量瞬時速度的更為簡單而準(zhǔn)確的方法，要明白其道理。然而作為教者，卻不能生硬對教材“惟命是從”，實際操作中可對裝置中計時器的安裝稍作改進降低計時器高度，這樣一來雖然紙帶的利用率降低，但其有效長度的利用仍然是足夠的。 【教學(xué)目標(biāo)】 1理解實驗的設(shè)計思路，明確實驗中需要測量的物理量。 2知道實驗中選取測量點的有關(guān)要求，會根據(jù)實驗中打出的紙帶測定物體下落的距離，掌握測量物體運動的瞬時速度的方法。 3能正確進行實驗操作，能夠根據(jù)實驗數(shù)據(jù)的分析中得出實驗結(jié)論。 4能定性地分析產(chǎn)生實驗誤差的原因，并會采取相應(yīng)的措施減小實驗誤差。 【教學(xué)重點】 驗證機械能守恒定律的實驗原理。 【教學(xué)難點】 驗證機械能守恒定律的誤差分析及如何減小實驗誤差的方法。 【教學(xué)方法】 探究、講授、討論、學(xué)生分組實驗、練習(xí)。 【教學(xué)手段】 多媒體教學(xué)。 【教學(xué)用具】 多媒體課件（配套設(shè)備）、電火花計時器、重物（質(zhì)量300g±3g）、紙帶、鐵架臺、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)了機械能守恒定律，掌握了機械能守恒定律的條件和公式。這節(jié)課我們通過實驗來驗證一下機械能守恒定律。 一、實驗介紹 1實驗?zāi)康模候炞C機械能守恒定律。 2實驗原理：本實驗驗證極其簡單情形下的機械能守恒自由落體運動。而且，針對的是及其特殊的過程從釋放點到某位置。 計量重力勢能的改變時，只要測量出過程越過的高度，結(jié)合當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣燃纯伞Ｓ嬃縿幽芨淖儠r，啟用了打點計時器根據(jù)打出的紙帶求末狀態(tài)的瞬時速度（依據(jù)“勻變速運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度”）。 二、實驗步驟 1按圖安裝實驗器材，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計時器處。  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取點跡清晰，且第一、二點距離接近2mm的紙帶進行測量。先將第一點記為O點，然后在紙帶上任取5個連續(xù)的點（或間隔點數(shù)相同的點）12345 ，如下圖所示。  5驗證O點到2點過程機械能守恒的方程為：mgh2 =m，其中T為1點到2點（或2點到3點）之間的時間間隔，如果在誤差允許的范圍內(nèi)等式成立，試驗就是成功的。同理，可以驗證O點到3點過程、O點到4點過程的機械能是否守恒。 6拆下器材，放回原處。 三、數(shù)據(jù)處理&分析 好，依據(jù)剛才的實驗，我們采集整理以下信息：數(shù)據(jù) 序號下落高度hn（m）瞬時速度vn（m/s）減少的重力勢能mghn（J）增加的動能m（J）1    2    3    4    5     實驗結(jié)論： 在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，重錘減少的重力勢能      增加的動能，所以，總的機械能是          。 過渡：另外，我們還有一些細節(jié)問題需要特別注意，下面一起來匯總。 注意事項： 1本實驗中的阻力（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，才能確保阻力遠小于重力，近似滿足機械能守恒的條件。 2如果我們得到的式子是mgh2m，是正常的，因為有介質(zhì)阻力作負功；反之，如果得到mgh2m，則說明實驗有問題。 3取第一、二點間距為2mm進行數(shù)據(jù)處理的道理是：只有當(dāng)振針抬起的一刻釋放紙帶，才會有第一、二點之間的距離為2mm ，反之，如果振針運動到空中時釋放紙帶，則第一、二點之間的距離必然會小于2mm（因為運動時間不足002s）。對于第二種情形，則相當(dāng)于初速度打第一點時初速度不為零（事實上是“小于”零），所以不是本實驗所規(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之間的過程，則2mm的這個要求是不必要的。 4本實驗不需要測量重錘的質(zhì)量。 5重力加速度不能取10m/s2 ，因為這是一個考查實際重力勢能變化的問題。加速度也不能通過紙帶求出，如果是這樣，我們所驗證的守恒關(guān)系將是一個恒等關(guān)系從理論的角度看，本實驗可以這樣看：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實驗?zāi)康模河米杂陕潴w運動驗證機械能守恒。2紙帶的選取及重物速度的測量方法。3實驗的誤差來源及注意事項。希望同學(xué)們課后將整個流程溫習(xí)一遍后再認真回憶一下實驗注意事項，畢竟，細節(jié)決定成敗。 五、作業(yè)布置 1完成實驗報告； 2教材“問題與練習(xí)”第1、2題上作業(yè)本。 【教學(xué)反思】 作為實驗課的教后感，酸甜苦辣均有，更加深刻！講實驗，背實驗，在黑板上畫實驗均不能代替學(xué)生親手做實驗。上好實驗課的一個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)生的物理實驗課應(yīng)讓其達到何等的知識、技能、道德標(biāo)準(zhǔn)，令人費解！一半學(xué)生渴望實驗課提高自己，一半學(xué)生渴望實驗課發(fā)泄自己。那我想真正能體現(xiàn)一名教師課堂“駕馭能力”的必定是實驗課，物理組同仁哪位前輩愿意公開一堂實驗課，我想拜學(xué)。抱著微弱的希望，還是期待實驗考查（動手操作部分）真正獨立列入高考考查科目，讓我們學(xué)生的手真正動起來！專心-專注-專業(yè)