高中物理必修2教案与课件7-9验证机械能守恒定律
7页1、 第 1 页 -年年 月月 日日课课 题题7.9 实验:验证机械能守恒定律实验:验证机械能守恒定律课课 型型新授课(新授课(2 课时)课时)教教 学学 目目 标标知识与技能1会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度2掌握验证机械能守恒定律的实验原理过程与方法通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律,体验验证过程和物理学的研究方法情感、态度与价值观通过实验验证,体会学习的快乐,激发学习的兴趣;通过亲身实践,树立“实践是检验 真理的唯一标准”的科学观培养学生的观察和实践能力,培养学生实事求是的科学态度教学重点、难教学重点、难点点教学重点掌握验证机械能守恒定律的实验原理 教学难点验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法教教 学学 方方 法法 探究、讲授、讨论、练习探究、讲授、讨论、练习教教 学学 手手 段段教具准备重物、电磁打点计时器以及纸带、复写纸片、低压电源及两根导线、铁架台和铁夹、刻 度尺、小夹子第 2 页 -教教 学学 活活 动动新课导入新课导入师:上一节课我们学习了机械能守恒定律,我们首先采复习一下什么叫做机械 能守恒定律?生:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能
2、与势能可以相互转化,而总的 机械能保持不变这叫做机械能守恒定律师:机械能守恒的条件是什么?生:只有重力和弹力做功师:自由落体运动中机械能是不是守恒?生:自由落体运动中物体只受到重力的作用,这个过程只有重力做功,所以机 械能是守恒的师:我们要想推导出机械能守恒定律在自由落体中的具体表达式,可以根据什 么来进行推导呢?生 1:可以通过牛顿运动定律进行推导生 2:可以根据动能定理进行推导 (投影展示与一个自由落体运动相关的题目,从题目中知道有关的物理量,让学 生分别根据牛顿运动定律和动能定理推导机械能守恒定律,再一次熟悉这个定律, 并为本节课的教学打下基础) 新课教学新课教学 1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。 在图 1 中,质量为 m 的物体从 O 点自由下落,以地作零重力势能面,下落过程 中任意两点 A 和 B 的机械能分别为:EA=, EB=AAmghmv 2 21 BBmghmv 2 21如果忽略空气阻力,物体下落过程中的机械能守恒,于是有EA=EB,即=AAmghmv 2 21 BBmghmv 2 21上式亦可写成BAAB
3、mghmghmvmv22 21 21该式左边表示物体由 A 到 B 过程中动能的增加,右边表示物 体由 A 到 B 过程中重力势能的减少。等式说明,物体重力势能的 减少等于动能的增加。为了方便,可以直接从开始下落的 O 点至任意一点(如图 1 中 A 点)来进行研究,这时应有:-本实验要验mghmvA2 21证的表达式,式中 h 是物体从 O 点下落至 A 点的高度,vA是物体在 A 点的瞬时速度。师:在做实验之前,我们首先要明确这样几个问题,首先这个实验需要什么器师:在做实验之前,我们首先要明确这样几个问题,首先这个实验需要什么器 材材? 生:最容易想到的器材是重物、电磁打点计时器以及纸带复写纸片低压电 源及两根导线,铁架台和铁夹,刻度尺,小夹子师:打点计时器的作用是什么?生:记录在纸带上打的点,用这些点来求出物体在经过某一点的速度 师:低压交流电源是不是必需的?学学 生生 活活 动动第 3 页 -生:低压交流电源并不是必需的,如果采用的是电火花计时器时,它所需要的 电压是交流 220V,所以不需要低压电源 师:重物选取的原则是什么师:重物选取的原则是什么?为什么为什么? 生:密度比
4、较大,质量相对比较大,可以减小因为空气阻力带来的误差生:密度比较大,质量相对比较大,可以减小因为空气阻力带来的误差 师:实验中还有哪些应该注意的地方? 生:计时器要稳定在铁架台上,计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向,铁生:计时器要稳定在铁架台上,计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向,铁 架台放在桌边,计时器距地面的距离大约是架台放在桌边,计时器距地面的距离大约是 1 m 师:这样做的目的是什么? 生:计时器平面与纸带限位孔在竖直方向上的目的是减小摩擦以减小实验误差生:计时器平面与纸带限位孔在竖直方向上的目的是减小摩擦以减小实验误差 的产生,铁架台放在桌边有利于重物下落到地面上,计时器距地面的距离较大的目的产生,铁架台放在桌边有利于重物下落到地面上,计时器距地面的距离较大的目 的是能够有充足的时间使重物下落,以便在纸带上能够打出较多的点,有利于进行的是能够有充足的时间使重物下落,以便在纸带上能够打出较多的点,有利于进行 计算计算 师:实验中的误差主要来源于哪里? 生:重物和纸带下落过程中要克服阻力,主要是纸带和计时器之间的摩擦力, 计时器平面不在竖直方向上;纸带与计时器不平行:交流电的
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