实验验证机械能守恒定律

-1--2-§7-9《实验:验证机械能守恒定律》单位:汤阴一中说课人:秦瑞松-3-教材与学情分析教学目标与重点、难点教法与学法学情分析教学过程设计教学评价-4-一、教材分析与学情分析学生通过上一节的学习，已经理解了机械能守恒定律的内容及条件。本节内容主要是通过实验探究，让学生体会验证机械能守恒定律的过程，培养学生实验探究的能力，提高学生理论联系实际的水平。因此，本节选择了一个简单而有效地特例：自由落体运动来进行验证。通过实验探究，增加对机械能守恒定律及守恒条件的深刻理解。教材分析-5-一、教材分析与学情分析知识层面：学生已经掌握了动能、重力势能等概念以及动能定理、机械能守恒定律；知道功是能量转换的量度以及机械能守恒的条件。能力层面：学生已经具备一定的实验操作技能，会用打点计时器等实验仪器。具备一定的数据处理能力。学情分析-6-1、通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神；2、学会与他人合作、交流，增强团队、协作意识。教学目标知识与技能过程与方法情感、态度与价值观二、教学目标与重点、难点教学目标教学目标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。1、通过自由落体运动来验证机械能守恒定律。2、体验验证过程和物理学的研究方法。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。1、通过自由落体运动来验证机械能守恒定律。2、体验验证过程和物理学的研究方法。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。1、通过自由落体运动来验证机械能守恒定律。2、体验验证过程和物理学的研究方法。1、通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神；2、学会与他人合作、交流，增强团队、协作意识。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。1、通过自由落体运动来验证机械能守恒定律。2、体验验证过程和物理学的研究方法。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。1、通过自由落体运动来验证机械能守恒定律。2、体验验证过程和物理学的研究方法。1、通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神；2、学会与他人合作、交流，增强团队、协作意识。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。1、通过自由落体运动来验证机械能守恒定律。2、体验验证过程和物理学的研究方法。-7-教学重点1.尝试设计验证机械能守恒定律的实验方案。2、经历验证机械能守恒定律的过程，学会对数据进行处理的方法。教学难点实验误差的分析-8-教法与学法问题驱动法分组讨论法三、教法与学法实验探究法类比、迁移法多媒体演示法-9-四、教学过程设计环节四环节三环节二情景引入探究展示分组实验改进实验环节一-10--11-播放（伦敦奥运会跳水女子单人10米台冠军）陈若琳跳水视频：（引入课题）激发学生求知欲抓住学生注意力十米跳台跳水是种技术性较强的运动，如果不计空气阻力，机械能是否守恒？-12--13-提出问题：问题1、如果让你设计一个实验，来验证机械能守恒定律，请给出你的设计方案？（方案设计）问题2、验证到什么结果就可以说验证了机械能守恒？（实验原理）问题3、如何测量自由落体运动的物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量。问题4、如何测量自由落体运动的物体的瞬时速度?问题5：实验需要什么器材？问题6：实验如何进行?（实验步骤）问题7：实验注意事项有哪些？（注意事项）-14-分组探究教师总结根据以上几个方面，学生分组进行实验方案设计，问题探究，然后，每个小组派一名代表到课堂上讲解，其余小组聆听并发现其不足之处，加以完善。最后，教师引导，确定方案，作出总结如下:(学生发言过程中，教师要给与鼓励性评价和科学点评)-15-实验目的通过自由落体运动来验证机械能守恒。-16-请同学们完成以下填空：物体做自由落体运动时，只有_____做功，物体的________与____相互转化，但总的机械能保持不变。如图1，若物体自由下落h高度时的速度为v，则应有即验证：21mgh2mvhv21gh2v实验原理注意：重物的质量可以不测量。图1-17-如何测量物体的瞬时速度?（图2）做匀变速直线运动的纸带上某点的瞬时速度，等于与其相邻两点间的平均速度。2BACxvvt图2-18-电火花打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹），220V交流电源等。（如图3）电火花打点计时器纸带重物？铁架台实验器材图3-19-实验步骤（1）按照上图所示装置安装打点计时器（2）将纸带穿过计时器，下端与重物相连（3）先接通电源后释放纸带（4）更换纸带，重复以上步骤（5）选择纸带，处理数据-20-实验注意事项（1）安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。（2）先接通电源，让打点计时器工作正常后才松开纸带，让重物下落。（3）应选用质量和密度较大的重物，可使摩擦阻力，空气阻力相对减小。（4）测量下落高度时，都必须从起点算起。（5）重物的质量可以不测量。-21--22-根据讨论结果，指导学生分组进行实验。学生2人一组进行实验，完成实验操作。-23-数据记录测量点n123456高度hn/m速度vn/m/sghv2／2可不可以用图象处理数据?学生设计表格（表1）记录实验数据表1-24-0hv212图象法处理数据该图象的斜率表示什么？为什么图象通过原点？gh=v212图4-25-得出结论在实验误差允许的范围内，重锤减少的重力势能等于增加的动能，所以，做自由落体的物体，机械能是守恒的。-26--27-误差分析重物和纸带下落过程中，要克服摩擦力，带来系统误差。主要是纸带和打点计时器之间的摩擦力。打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。重物的质量大一些会减少实验的系统误差。-28-实验改进、创新如图5，可以用光电计时器、气垫导轨代替打点计时器改进本实验，以减小摩擦阻力。光电门遮光条连气源钩码数字计时器刻度尺气垫导轨滑块图5-29-练习与拓展(见导学案)1、机械能守恒”实验，有下列器材可选用：铁架台、打点计时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、电键、天平，其中不必要的器材是___________________________;缺少的器材是。（考查对实验器材的掌握）2、如果纸带开始部分由于操作不慎，初速度不为零，则如何利用纸带验证该实验?（动能定理）（设计意图：考查实验原理）秒表、天平、低压直流电源220V交流电源、刻度尺、重物-30-课堂小结（学生自我小结，其他学生补充，教师总结）本节主要学习了：1.通过自由落体运动验证机械能守恒定律。2.重物瞬时速度的测量方法。3.实验的的注意事项及误差分析。-31-课后作业必做：1、完成实验报告。2、（2008年高考江苏卷-物理）实验题。选做：思考如何用单摆来验证机械能守恒定律？（设计意图：培养学生发散思维）（面向全体学生，分层次布置作业，使成绩参差不齐的学生都能有所收获）-32-板书设计§7-9实验:验证机械能守恒定律一、实验原理：比较gh与v2/2的大小关系。二、速度测量：做匀变速直线运动的物体，中间时刻的速度等于这一段的平均速度大小。三、注意事项：1、实验结果受阻力的影响。2、先接通电源后释放纸带。3、重物的质量可以不必测量。-33-五、教学评价各位评委，物理是一门培养人的科学探究及物理实验能力的重要学科。在教学过程中，不仅要使学生“知其然”，还要“知其所以然”。本节课我根据高一年级学生的心理特征及其认知规律，在教学策略上采用：创设问题情境——学生自主探究——辨析与研讨——反思与评价组成的“四环节”探究式教学策略。运用了直观教学和活动探究的教学方法，突出“教师为主导，学生为主体”的新课程理念，教师的“导”立足于学生的“学”，以学生为中心，放手让学生自主探索研究，主动地参与到知识形成的整个思维过程，力求使学生在积极、愉快的课堂氛围中提高自己的认知水平和学科素养。当然本节课的设计还存在着许多的缺点和不足，敬请各位老师批评和指正。-34-感谢您的指导谢谢！