(s5+s6)/2t, 1, 5。 (4) ①1.175, 0.69, 0.69 ②0.69, ③機械能守恒。 ]
黑板設(shè)計5.9實驗：驗證機械能守恒定律
1.驗證自由落體運動機械能守恒的實驗方法
2. 需要注意的問題：實驗誤差來源
3、速度的測量：勻速運動的紙帶上某一點的瞬時速度等于相鄰兩點之間的平均速度。
教
學習
后退
牢記思維方法是解決問題的靈魂、物理教學的基礎(chǔ)的教學經(jīng)驗； 個人實踐和參與知識發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學生能力的關(guān)鍵。 沒有思維方法和實踐活動，物理教學就會成為無源之水。 原來的樹。 學生素質(zhì)的培養(yǎng)成為鏡中花、水中月。
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5.9實驗：驗證機械能守恒定律（新課程標準）
高中物理課堂教學計劃年月日
課題§5.9實驗：驗證機械能守恒定律新講座（2課）
教學目標 知識和技能
1.可以利用點計時器記錄的紙帶來計算物體的速度。
2.掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理。
流程與方法
通過使用紙帶和打點計時器來驗證機械能守恒定律，您可以體驗物理的驗證過程和研究方法。
情感、態(tài)度和價值觀
通過實驗驗證，讓您體驗學習的樂趣，激發(fā)學習興趣； 通過親身實踐，可以樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學觀。 培養(yǎng)學生的觀察力和實踐能力，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
誤差分析驗證機械能守恒定律以及如何減少實驗誤差。
教學方法探索、講授、討論、實踐
教學方法和教具的準備
重物、電磁打點定時器、紙帶、復寫紙、低壓電源及兩根電線、鐵架及鐵夾、秤、小夾子。
教學活動
【新課介紹】
老師：上節(jié)課我們學了機械能守恒定律。 我們先回顧一下什么是機械能守恒定律？
健康：在僅重力或彈力作用的物體系統(tǒng)中，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總機械能保持不變。 這稱為機械能守恒定律。
師：機械能守恒的條件是什么？
健康：只有重力和彈性才起作用。
師：自由落體運動時機械能守恒嗎？
健康：自由落體的物體僅受重力影響。 在這個過程中只有重力起作用，因此機械能是守恒的。
師：如果我們要推導出自由落體機械能守恒定律的具體表達式，我們可以用什么依據(jù)來推導呢？
學生1：可以通過牛頓運動定律推導出來。
學生2：根據(jù)動能定理可以推導出來。
（投影展示了一個與自由落體運動相關(guān)的主題，從主題中可以知道相關(guān)的物理量，讓學生根據(jù)牛頓運動定律和動能定理推導出機械能守恒定律。再次，他們就會熟悉這個規(guī)律，為本課的教學奠定基礎(chǔ)）。
【新課程教學】
1.推導出本實驗中機械能守恒定律的具體表達式。
圖1中，質(zhì)量為m的物體從o點自由落體，以地面作為零重力勢能面。 下落過程中任意兩點a、b的機械能為：
ea=, eb=
如果忽略空氣阻力免費下載7.9實驗：驗證機械能守恒定律課件PPT，物體下落過程中的機械能是守恒的，所以我們有
ea=eb，即 =
上式也可以寫成
公式左邊代表物體從a到b動能的增加，右邊代表物體從a到b重力勢能的減少。 該方程指出，物體重力勢能的減少等于動能的增加。 為了方便起見，可以直接從起點o到任意點（圖1中的a點）進行研究。 此時應(yīng)有： ----本實驗要驗證的表達式，其中h為物體從o點落到a點的高度，va為物體在該點的瞬時速度A。
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5.9實驗：驗證機械能守恒定律（新課程標準）
師：在做實驗之前，我們首先要明確以下問題。 首先，這個實驗需要什么設(shè)備？
學生：最容易想到的設(shè)備就是重物、電磁定時器、紙帶、復寫紙、低壓電源和兩根電線、鐵架和鐵夾、秤、小夾子。
師：打點器的作用是什么？
學生：記錄紙帶上標記的點，并利用這些點求出物體通過某一點的速度。
師：低壓交流電源有必要嗎？
學生：不需要低壓交流電源。 如果使用電火花定時器，其需要的電壓為交流220v，因此不需要低壓電源。
師：選擇重物的原則是什么？ 為什么？
健康：密度比較大，質(zhì)量比較大，可以減少空氣阻力帶來的誤差。
師：實驗過程中還需要注意什么？
學生：計時器應(yīng)該穩(wěn)定地放在鐵架上。 定時器與紙帶限位孔的平面應(yīng)調(diào)整為垂直方向。 鐵架應(yīng)放置在桌子旁邊。 定時器與地面的距離約為1m。
師：這樣做的目的是什么？
學生：定時器平面與紙帶限位孔垂直方向的目的是為了減少摩擦物理資源網(wǎng)，減少實驗誤差的發(fā)生。 將鐵架放在桌子旁邊，有利于重物掉落到地上。 計時器與地面的距離較大，目的是為了讓重物有足夠的時間下落，這樣可以在紙帶上標記更多的點，有利于計算。
師：實驗中的誤差主要來自哪里？
學生：重物和紙帶下落時必須克服阻力，主要是紙帶和計時器之間的摩擦力。 定時器的平面不在垂直方向； 紙帶與定時器不平行：交流電頻率不等于50Hz測量數(shù)據(jù)誤差等。
師：過程的起始位置和結(jié)束位置是如何選擇的？
學生：實驗中使用的紙帶一般都小于1m。 從起始點開始，大約可以打印20個計數(shù)點。 結(jié)束點可以是最后一個點的第一個點，也可以是最后一個點的第二個點。 從此時開始，以4-6分為起點。
師：這次評選的目的是什么？
：這樣選擇的目的是為了減少兩點瞬時速度和兩點之間距離（??高度h）的測量誤差。
師：處理數(shù)據(jù)的時候，是不是要從第一點開始呢？
學生：課文中有這樣一句話：“紙帶上兩點之間的距離等于重物下落的高度，這樣就可以得到重物下落過程中勢能的變化。” 在第四節(jié)中，我們已經(jīng)了解了重力勢能與性質(zhì)的相對關(guān)系，在加工紙帶時選擇合適的點作為參考點，不需要從起點計算勢能的大小。
師：實驗中，我們需要先測量重物的質(zhì)量嗎？
學生：不需要測量重物的質(zhì)量，因為這個物理量可以在公式兩邊消去。
師：實驗中重物通過某一點的速度是怎樣得到的？
（投影展示了學生的推導過程，這個結(jié)論非常重要，學生必須能夠自己推導）
2、如何求a點的瞬時速度va？
根據(jù)物體在一定時間t內(nèi)做勻加速運動的平均速度等于該時刻中間時刻的瞬時速度，可以計算出a點的瞬時速度va。
圖2是垂直紙帶實際從下到上打點后的情況。 從o點出發(fā)，取點1,2,3,...，圖中s1,s2,s3,...分別為0到2點，1到3點，2到4點...的距離每個段之間。
根據(jù)公式t=2×0.02s（紙帶上任意兩相鄰點之間的時間為0.02s），可求出每段的平均速度。 這些平均速度等于每個點1,2,3,...對應(yīng)的瞬時速度v1,v2,v3,... 例如：
測量0、2點之間的距離s1，則這段時間的平均速度即為1點的瞬時速度v1。以此類推，2、3、...點的瞬時速度v2、v3、... 。 可以獲得。
3、如何確定重物下落的高度？
圖2中，h1、h2、h3、…分別是紙帶從o點落下的高度。
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5.9實驗：驗證機械能守恒定律（新課程標準）
根據(jù)上述數(shù)值，可以計算出任意一點的重力勢能和動能，從而驗證機械能守恒定律。
學生活動：學生看書，明確實驗的任務(wù)和實驗儀器。 復習《用點定時器測量速度》實驗，掌握用點定時器測量勻速直線運動速度的方法。
4. 繪制圖像
師：大家可以用vt圖像來理解瞬時速度與中點平均速度相等的物理意義。
老師：加工紙帶的時候，是不是應(yīng)該像以前一樣，每五個點取一個計數(shù)點，也就是說每0.1秒就是一個時間間隔？
學生：如果時間間隔是0.1秒，由于自由落體的加速度很大，很容易把紙上的點用完，所以時間間隔不能太長。
師：現(xiàn)在我們來做一個實驗。 在進行實驗之前我們應(yīng)該做一些事情！ 首先是確定實驗步驟。 我們分組討論，然后想出更合理的實驗流程。
（學生討論實驗步驟，老師四處指導，幫助能力較差的學生完成實驗步驟）（參考實驗步驟）
1、將打點定時器安裝在烙鐵架上，并用電線連接學生電源和打點定時器。
2、用夾子將紙帶一端固定在重物上，另一端穿過打點定時器的限位孔，用手垂直提起紙帶，使重物停在打點定時器附近。
3、打開電源，等到計時器穩(wěn)定后，松開紙帶，讓重物自由落下。 點計時器應(yīng)在紙帶上擊中一系列點。
4. 重復上一步，制作三到五條紙膠帶。
5. 選擇一條有清晰點的紙膠??帶，第 1 點和第 2 點之間的距離接近 2 毫米。 將起點標記為0，后續(xù)點為1、2、3...用標尺測量對應(yīng)的跌落高度h1 h2h3，...記錄在表中。
6、利用公式vn=hn+1+hn-1/2t計算出各點的瞬時速度v1v2v3...并記錄在表中。
每個計數(shù)點
跌落高度
速度
勢能
動能
綜上所述
7. 計算每個點的重力勢能減少量 mgh。 和動能的增加1/2mvn2免費下載7.9實驗：驗證機械能守恒定律課件PPT，并進行比較。 要查看它們是否相等，請?zhí)顚懕碇械闹怠?span style="display:none">bXh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
師：有幾個步驟都提到要填寫表格。 那么我們應(yīng)該設(shè)計什么樣的形式來適合實驗?zāi)兀?span style="display:none">bXh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
（學生思考表格的設(shè)計方法，獨立完成表格的設(shè)計）（參考表格）
教師活動：在學生開始實驗之前，教師應(yīng)強調(diào)以下問題：
1、本實驗選擇點狀紙帶時應(yīng)注意兩點：第一，第一個o點為計時起始點，o點速度應(yīng)為零。 怎樣說呢？
2、有必要測量重物的質(zhì)量嗎？
3、設(shè)置打點定時器時需要注意什么？ 為什么？
4、實驗過程中，打開電源、松開紙帶的順序是怎樣的？ 為什么？
5、在測量跌落高度時，某同學認為一定要從起點計算，不能有錯誤。 他說得對嗎？ 為了減少h值測量的相對誤差，每個選定的計數(shù)點應(yīng)該離起始點適當遠一些，還是更近一些？
學生活動：思考老師的問題，討論、交流。 選出代表發(fā)表意見。
1、由于打點定時器每0.02秒打點一次，物體在前0.02秒內(nèi)的下落距離應(yīng)為0.002m，因此應(yīng)從幾條紙帶中選擇第一點和第二點之間距離接近2毫米的紙張。 卷尺用于測量； 其次，紙帶上選取的點是連續(xù)的相鄰點，每兩個相鄰點之間的時間間隔為t＝0.02s。
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5.9實驗：驗證機械能守恒定律（新課程標準）
2、因為不需要知道物體在某一點的動能和勢能的具體值，所以不需要測量物體的質(zhì)量m，而只是驗證一下。
3、打點計時器應(yīng)垂直穩(wěn)定安裝，使其兩個限位孔在同一垂直平面內(nèi)，以盡量減少重物隨紙帶下落時的阻力。
4、必須先打開電源，打點定時器能正常工作后，才能松開紙帶讓重物落下。
5、這位同學的觀點是正確的。 為了減少測量h值的相對誤差，最好將每個計數(shù)點選擇得適當遠離起始點。
放學后做作業(yè)
1. 完成實驗報告。
2. 完成下列思考題：
（1）為了進行“驗證機械能守恒定律”實驗，需準備以下設(shè)備：烙鐵架、打點計時器、復寫紙、紙帶、秒表、低壓直流電源、電線、電動鑰匙和平衡。 不必要的設(shè)備包括：
；缺少的設(shè)備是。
(2)在驗證機械能守恒定律時，如果以v2/2為縱軸，以h為橫軸，則根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的圖形應(yīng)為，以便驗證機械能守恒定律機械能守恒，其斜率等于該值。
（3）在做“驗證機械能守恒定律”實驗時，用打點定時器打印出如圖3所示的紙帶，其中a點為第一個點，0、1、2。 ..是連續(xù)計數(shù)。 觀點。 相鄰兩個計數(shù)點之間的測量距離分別為 s1、s2、s3、s4、s5 和 s6。 已知相鄰計數(shù)點之間的計數(shù)時間間隔為t。 根據(jù)紙帶測得的距離和打點的時間間隔，可計算出本次實驗中重物下落運動的加速度表達式為。 當計數(shù)到5號點時，紙帶運動的瞬時速度表達式為___ _____。 為了驗證機械能守恒定律，減少實驗誤差，應(yīng)選擇被計數(shù)點和被計數(shù)點之間的過程作為研究對象。 學生活動
手術(shù)
（4）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，用6v、50hz的打點定時器打點無漏點的紙帶，如圖4所示，o點為起點重量下降，選定的計數(shù)點為a、b、c、d。 每個計數(shù)點到o點的長度已標注在圖中。 單位是毫米。 重力加速度為9.8m/s2。 如果配重的重量是1kg。
①當打點定時器擊中b點時，重物的下落速度vb= m/s，重物的動能ekb=
j。
②從下落開始算，當計時器到達b點時，重物的重力勢能減少j。
③根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在允許誤差范圍內(nèi)，從重物從靜止到擊中b點的過程得出結(jié)論。
【參考答案：（1）不必要的設(shè)備包括：秒表、低壓直流電源、秤等。 缺少的設(shè)備是低壓交流電源、砝碼和秤。 (2) 通過原點的直線g。 (3) (s6+ s5+ s4- s3- s2 –s1)/9t 2,
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