实验：验证机械能守恒定律量 教学实践 说课稿.docVIP

实验：验证机械能守恒定律量 【知识与技能】 （1）要弄清实验目的，本实验为验证性实验，目的是利用重物的自由下落验证机械能守恒定律； （2）要明确实验原理，掌握实验的操作方法与技巧、学会实验数据的采集与处理，能够进行实验误差的分析，从而使我们对机械能守恒定律的认识，不止停留在理论的推导上，而且还能够通过亲自操作和实际观测，从感性上增加认识，深化对机械能守恒定律的理解 （3）要明确织带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法。 【过程与方法】 （1）通过学生自主学习，培养学生设计实验、采集数据，处理数据及实验误差分析的能力； （2）通过同学们的亲自操作和实际观测掌握实验的方法与技巧； （3）通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法； （4）通过实验过程使学生体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑。 【情感态度与价值观】 （1）通过实验及误差分析，培养学生实事求是的科学态度，激发学生对物理规律的探知欲； （2）使学生通过实验体会成功的乐趣与成就感，激发对物理世界的求知欲； （3）培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同的见解； （4）通过经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的奥妙。 【教学重难点】 ★教学重点：实验原理及方法的选择及掌握。 ★教学难点：实验误差分析的方法。 【教学过程】 实验目的 通过自由落体运动验证机械能守恒定律． 实验原理 在自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总的机械能守恒． 方法1：若以重物下落的起始点O为基准，设重物的质量为m，某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有mgh＝eq \f(1,2)mv2，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒． 方法2：任意找两点A、B，分别测出两点的速度大小vA、vB以及两点之间的距离Δh.若物体的机械能守恒，应有ΔEp＝－ΔEk. 测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的前、后相邻的两段相等时间T内下落的距离xn和xn＋1，由公式vn＝eq \f(xn＋xn＋1,2T)，或由vn＝eq \f(hn＋1－hn－1,2T)算出． 实验器材 铁架台(带铁夹)，打点计时器，重物(带纸带夹子)，纸带数条，复写纸，导线，毫米刻度尺，学生电源(交流4～6 V). 一、实验步骤 1．按图(甲)装置竖直架稳打点计时器，并用导线将打点计时器接在4～6V交流电源上。 2．将长约1m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方。 3．接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点。 4．换几条纸带，重复上面的实验。 5．在取下的纸带中挑选第一、二两点间距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量。先记下第一点0的位置，再任意取五个点1,2,3,4,5，用刻度尺测出距0点的相应距离，如图(乙)所示。 6．计算出各点对应的瞬时速度v1，v2，v3……。 7．计算各点对应的势能减少量mghn并和动能增加量mveq \o\al(2,n)/2进行比较。 二、数据处理 1．求瞬时速度 记下第1个点的位置O，在纸带上从离O点适当距离开始选取几个计数点1、2、3…并测量出各计数点到O点的距离h1、h2、h3…再根据公式vn＝eq \f(hn＋1－hn－1,2T)，计算出1、2、3、4、…n点的瞬时速度v1、v2、v3、v4…vn。 2．机械能守恒验证 方法一：利用起始点和第n点。 从起始点到第n个计数点，重力势能减少量为mghn，动能增加量为eq \f(1,2)mveq \o\al(2,n)，计算ghn和eq \f(1,2)veq \o\al(2,n)，如果在实验误差允许的范围内，ghn＝eq \f(1,2)veq \o\al(2,n)，则机械能守恒定律得到验证。 方法二：任取两点 (1)任取两点A、B测出hAB，求出ghAB。 (2)求出A、B两点的瞬时速度，求出eq \f(1,2)veq \o\al(2,B)－eq \f(1,2)veq \o\al(2,A)的值。 (3)如果在实验误差允许的范围内，ghAB＝eq \f(1,2)veq \o\al(2,B)－eq \f(1,2)veq \o\al(2,A)，则机械能守恒定律得到验证。 方法三：图象法。 从纸带上选取多个点，测量从第一个点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以eq \f(1,2)v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出eq \f(1,2)v2－h图线。 若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律。 三、注意事项 1．应尽可能控制实验条件，即