59試驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

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篇一：5.9試驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律人教版教案

高中物理課堂教學(xué)教案年月日

篇二：5.9試驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

5.9

★新課標(biāo)要求試驗(yàn):驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

（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、把握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的試驗(yàn)原理。

（二）過(guò)程與方法

通過(guò)用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，體驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程和物理學(xué)的研究方法。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，體會(huì)學(xué)習(xí)的開(kāi)心，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過(guò)親身實(shí)踐，樹(shù)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)生的觀測(cè)和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度?！锝虒W(xué)重點(diǎn)

把握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的試驗(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試驗(yàn)誤差的方法。

★教學(xué)方法

教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，親自動(dòng)手試驗(yàn)，并探討、交流學(xué)習(xí)成果?！锝虒W(xué)工具

重物、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器以及紙帶，復(fù)寫(xiě)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)過(guò)程

（一）課前準(zhǔn)備

教師活動(dòng)：課前布置學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)試驗(yàn)。下發(fā)預(yù)習(xí)提綱，重點(diǎn)復(fù)習(xí)下面的三個(gè)問(wèn)題：

1、推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律在本試驗(yàn)中的具體表達(dá)式。

在圖1中，質(zhì)量為m的物體從O點(diǎn)自由下落，以地作零重力勢(shì)能面，下落

過(guò)程中任意兩點(diǎn)A和B的機(jī)械能分別為：

EA=1122mvA?mghA，EB=mvB?mghB22

假使忽略空氣阻力，物體下落過(guò)程中的機(jī)械能守

恒，于是有

1122mvA?mghA=mvB?mghB22

1212上式亦可寫(xiě)成mvB?mvA?mghA?mghB22EA=EB，即

該式左邊表示物體由A到B過(guò)程中動(dòng)能的增加，右

邊表示物體由A到B

過(guò)程中重力勢(shì)能的減少。等式

說(shuō)明，物體重力勢(shì)能的減少等于動(dòng)能的增加。為了便利，可以直接從開(kāi)始下

落的O點(diǎn)至任意一點(diǎn)（如圖1中A點(diǎn)）來(lái)進(jìn)行研究，這時(shí)應(yīng)有：

12mvA?mgh本試驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式，式中h是物體從O點(diǎn)下落至A點(diǎn)2

的高度，vA是物體在A點(diǎn)的瞬時(shí)速度。

2、如何求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度vA？

根據(jù)做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體在某一段

時(shí)間t內(nèi)的平均速度等于該時(shí)間中間

時(shí)刻的瞬時(shí)速度可求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速

度vA。

圖2是豎直紙帶由下而上實(shí)際打點(diǎn)后

的狀況。從O點(diǎn)開(kāi)始依次取點(diǎn)1，2，

……3，圖中s1，s2，s3，……分別為0～2點(diǎn)，1～3點(diǎn)，2～4點(diǎn)……各段間

的距離。s根據(jù)公式?，t=2×0.02s（紙帶t

上任意兩個(gè)相鄰的點(diǎn)間所表示的時(shí)間

都是0.02s），可求出各段的平均速度。

這些平均速度就等于是1，2，3，……

各點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v1，v2，v3，…….

例如：

量出0～2點(diǎn)間距離s1，則在這段時(shí)s間里的平均速度1?1，這就是點(diǎn)1t圖

2

處的瞬時(shí)速度v1。依次類(lèi)推可求出點(diǎn)2，3，??處的瞬時(shí)速度v2，v3，??。

3、如何確定重物下落的高度？

圖2中h1，h2，h3，??分別為紙帶從O點(diǎn)下落的高度。

根據(jù)以上數(shù)值可以計(jì)算出任意點(diǎn)的重力勢(shì)能和動(dòng)能，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定

律。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生看書(shū)明確試驗(yàn)的各項(xiàng)任務(wù)及試驗(yàn)儀器。復(fù)習(xí)《用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度》的試驗(yàn)，把握用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度的方法。

（二）進(jìn)行新課

教師活動(dòng)：在學(xué)生開(kāi)始做試驗(yàn)之前，老師應(yīng)強(qiáng)調(diào)如下幾個(gè)問(wèn)題：

1、該試驗(yàn)中選取被打點(diǎn)紙帶應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是第一點(diǎn)O為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，O點(diǎn)

的速度應(yīng)為零。怎樣判別呢？

2、是否需要測(cè)量重物的質(zhì)量？

3、在架設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)注意什么？為什么？

4、試驗(yàn)時(shí)，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？為什么？

5、測(cè)量下落高度時(shí)，某同學(xué)認(rèn)為都必需從起始點(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？

學(xué)生活動(dòng)：思考老師的問(wèn)題，探討、交流。選出代表發(fā)表見(jiàn)解。

1、由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打點(diǎn)一次，在最初的0.02s內(nèi)物體下落距離應(yīng)

為0.002m，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2mm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=0.02s.

2、由于不需要知道物體在某點(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m，而只需驗(yàn)證12vn?ghn就行了。2

3、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。

4、必需先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后才能松開(kāi)紙帶讓重物下落。

5、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。

教師活動(dòng)：聽(tīng)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)行分組試驗(yàn)。

★課余作業(yè)

1、完成試驗(yàn)報(bào)告。

2、完成如下思考題：

（1）為進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律〞的試驗(yàn)，有以下器材可供選用：鐵架臺(tái)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，復(fù)寫(xiě)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)，假使以v2／2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是，才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其斜率等于的數(shù)值。

（3）在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律〞的試驗(yàn)時(shí)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶如圖3所示，其中A點(diǎn)為打下的第一個(gè)點(diǎn)，0、1、2??為連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn)?，F(xiàn)測(cè)得兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的打點(diǎn)時(shí)間間隔均為T(mén)。根據(jù)紙帶測(cè)量出的距離及打點(diǎn)的時(shí)間間隔，可以求出此試驗(yàn)過(guò)程中重錘下落運(yùn)動(dòng)的加速度大小表達(dá)式為_(kāi)________。在打第5號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度大小的表達(dá)式為_(kāi)____。要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，為減小試驗(yàn)誤差，應(yīng)選擇打下第_________號(hào)和第__________號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的過(guò)程為研究對(duì)象。

（4）某次“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律〞的試驗(yàn)中，用6V、50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條無(wú)漏點(diǎn)的紙帶，如圖4所示，O點(diǎn)為重錘下落的起點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)為A、B、C、D，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的長(zhǎng)度已在圖上標(biāo)出，單位為毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重錘質(zhì)量為1kg。

①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度vB，重錘的動(dòng)能EkB=J。

②從開(kāi)始下落算起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能減小量為J。

③根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘從靜止開(kāi)始到打出B點(diǎn)的過(guò)程中，得到的結(jié)論是。

［參考答案：（1）不必要的器材有：秒表、低壓直流電源、天平。缺少的器材是低壓交流電源、重錘、刻度尺。（2）通過(guò)原點(diǎn)的直線、g.（3）（s6+s5+s4-s3-s2–s1）/9T2，（s5+s6）/2T，1、5.（4）①1.175，0.69，0.69②0.69，③機(jī)械能守恒。］

★教學(xué)體會(huì)

思維方法是解決問(wèn)題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開(kāi)了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無(wú)源之水、無(wú)本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。

篇三：必修2nbspnbsp5.9nbspnbsp試驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1

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5.9試驗(yàn):驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

★新課標(biāo)要求

（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、把握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的試驗(yàn)原理。

（二）過(guò)程與方法

通過(guò)用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，體驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程和物理學(xué)的研究方法。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，體會(huì)學(xué)習(xí)的開(kāi)心，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過(guò)親身實(shí)踐，樹(shù)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)生的觀測(cè)和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度?！锝虒W(xué)重點(diǎn)

把握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的試驗(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試驗(yàn)誤差的方法。

★教學(xué)方法

教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，親自動(dòng)手試驗(yàn)，并探討、交流學(xué)習(xí)成果?！锝虒W(xué)工具

重物、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器以及紙帶，復(fù)寫(xiě)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)過(guò)程

（一）課前準(zhǔn)備

教師活動(dòng)：課前布置學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)試驗(yàn)。下發(fā)預(yù)習(xí)提綱，重點(diǎn)復(fù)習(xí)下面的三個(gè)問(wèn)題：

1、推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律在本試驗(yàn)中的具體表達(dá)式。

在圖1中，質(zhì)量為m的物體從O點(diǎn)自由下落，以地作零重力勢(shì)能面，下落

過(guò)程中任意兩點(diǎn)A和B的機(jī)械能分別為：

EA=1122mvA?mghA，EB=mvB?mghB22

假使忽略空氣阻力，物體下落過(guò)程中的機(jī)械能守

恒，于是有

1122mvA?mghA=mvB?mghB22

1212上式亦可寫(xiě)成mvB?mvA?mghA?mghB22EA=EB，即

該式左邊表示物體由A到B過(guò)程中動(dòng)能的增加，右

邊表示物體由A到B過(guò)程中重力勢(shì)能的減少。等式

說(shuō)明，物體重力勢(shì)能的減少等于動(dòng)能的增加。為了便利，可以直接從開(kāi)始下

落的O點(diǎn)至任意一點(diǎn)（如圖1中A點(diǎn)）來(lái)進(jìn)行研究，這時(shí)應(yīng)有：

12mvA?mgh本試驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式，式中h是物體從O點(diǎn)下落至A2

點(diǎn)的高度，vA是物體在A點(diǎn)的瞬時(shí)速度。

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2、如何求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度vA？

根據(jù)做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體在某一段

時(shí)間t內(nèi)的平均速度等于該時(shí)間中間

時(shí)刻的瞬時(shí)速度可求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速

度vA。

圖2是豎直紙帶由下而上實(shí)際打點(diǎn)后

的狀況。從O點(diǎn)開(kāi)始依次取點(diǎn)1，2，

……3，圖中s1，s2，s3，……分別為0～

2點(diǎn)，1～3點(diǎn)，2～4點(diǎn)……各段間

的距離。s根據(jù)公式?，t=2×0.02s（紙帶t

上任意兩個(gè)相鄰的點(diǎn)間所表示的時(shí)間

都是0.02s），可求出各段的平均速度。

這些平均速度就等于是1，2，3，……

各點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v1，v2，v3，…….

例如：

量出0～2點(diǎn)間距離s1，則在這段時(shí)s間里的平均速度1?1，這就是點(diǎn)1t圖

2

處的瞬時(shí)速度v1。依次類(lèi)推可求出點(diǎn)2，3，??處的瞬時(shí)速度v2，v3，??。

3、如何確定重物下落的高度？

圖2中h1，h2，h3，??分別為紙帶從O點(diǎn)下落的高度。

根據(jù)以上數(shù)值可以計(jì)算出任意點(diǎn)的重力勢(shì)能和動(dòng)能，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒

定律。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生看書(shū)明確試驗(yàn)的各項(xiàng)任務(wù)及試驗(yàn)儀器。復(fù)習(xí)《用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度》的試驗(yàn)，把握用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度的方法。

（二）進(jìn)行新課

教師活動(dòng)：在學(xué)生開(kāi)始做試驗(yàn)之前，老師應(yīng)強(qiáng)調(diào)如下幾個(gè)問(wèn)題：

1、該試驗(yàn)中選取被打點(diǎn)紙帶應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是第一點(diǎn)O為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，O點(diǎn)

的速度應(yīng)為零。怎樣判別呢？

2、是否需要測(cè)量重物的質(zhì)量？

3、在架設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)注意什么？為什么？

4、試驗(yàn)時(shí)，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？為什么？

5、測(cè)量下落高度時(shí)，某同學(xué)認(rèn)為都必需從起始點(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？

學(xué)生活動(dòng)：思考老師的問(wèn)題，探討、交流。選出代表發(fā)表見(jiàn)解。

1、由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打點(diǎn)一次，在最初的0.02s內(nèi)物體下落距離

應(yīng)為0.002m，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2mm

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=0.02s.

2、由于不需要知道物體在某點(diǎn)動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，所以不必測(cè)量物體

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的質(zhì)量m，而只需驗(yàn)證12vn?ghn就行了。2

3、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。

4、必需先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后才能松開(kāi)紙帶讓重物下落。

5、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。

教師活動(dòng)：聽(tīng)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)行分組試驗(yàn)。

★課余作業(yè)

1、完成試驗(yàn)報(bào)告。

2、完成如下思考題：

（1）為進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律〞的試驗(yàn)，有以下器材可供選用：鐵架臺(tái)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，復(fù)寫(xiě)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：。

（2）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，假使以v2／2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是，才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其斜率等于的數(shù)值。

（3）在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律〞的試驗(yàn)時(shí)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶如圖3所示，其中A點(diǎn)為打下的第一個(gè)點(diǎn)，0、1、2??為連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn)。現(xiàn)測(cè)得兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的打點(diǎn)時(shí)間間隔均為T(mén)。根據(jù)紙帶測(cè)量出的距離及打點(diǎn)的時(shí)間間隔，可以求出此試驗(yàn)