驗證機械能守恒定律的物理教案

　　教 學 目 標知識與技能

　　1．會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度．

　　2．掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理．

　　過程與方法

　　通過用紙帶與打點計時器來驗證機械能守恒定律，體驗驗證過程和物理學的研究方法．

　　情感、態(tài)度與價值觀

　　通過實驗驗證，體會學習的快樂，激發(fā)學習的興趣；通過親身實踐，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學觀．培養(yǎng)學生的觀察和實踐能力，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度．

　　教學重點、難點教學重點

　　掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理．

　　教學難點

　　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 方 法 探究、講授、討論、練習

　　教 學 手 段教具準備

　　重物、電磁打點計時器以及紙帶、復寫紙片、低壓電源及兩根導線、鐵架臺和鐵夾、刻度尺、小夾子．

　　教 學 活 動

　　[新課導入]

　　師：上一節(jié)課我們學習了機械能守恒定律，我們首先采復習一下什么叫做機械能守恒定律?

　　生：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變．這叫做機械能守恒定律．

　　師：機械能守恒的條件是什么?

　　生：只有重力和彈力做功．

　　師：自由落體運動中機械能是不是守恒?

　　生：自由落體運動中物體只受到重力的作用，這個過程只有重力做功，所以機械能是守恒的．

　　師：我們要想推導出機械能守恒定律在自由落體中的具體表達式，可以根據(jù)什么來進行推導呢?

　　生1：可以通過牛頓運動定律進行推導．

　　生2：可以根據(jù)動能定理進行推導．

　　(投影展示與一個自由落體運動相關的題目，從題目中知道有關的物理量，讓學生分別根據(jù)牛頓運動定律和動能定理推導機械能守恒定律，再一次熟悉這個定律，并為本節(jié)課的教學打下基礎)

　　[新課教學]

　　1、推導出機械能守恒定律在本實驗中的具體表達式。

　　在圖1中，質(zhì)量為m的物體從o點自由下落，以地作零重力勢能面，下落過程中任意兩點a和b的機械能分別為：

　　ea= ， eb=

　　如果忽略空氣阻力，物體下落過程中的機械能守恒，于是有

　　ea=eb，即 =

　　上式亦可寫成

　　該式左邊表示物體由a到b過程中動能的增加，右邊表示物體由a到b過程中重力勢能的減少。等式說明，物體重力勢能的減少等于動能的增加。為了方便，可以直接從開始下落的o點至任意一點（如圖1中a點）來進行研究，這時應有： ----本實驗要驗證的表達式，式中h是物體從o點下落至a點的高度，va是物體在a點的瞬時速度。

　　師：在做實驗之前，我們首先要明確這樣幾個問題，首先這個實驗需要什么器材?

　　生：最容易想到的器材是重物、電磁打點計時器以及紙帶．復寫紙片．低壓電源及兩根導線，鐵架臺和鐵夾，刻度尺，小夾子．

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