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4.5 驗(yàn)證機(jī)械能守恒理論
一、教學(xué)目標(biāo)
1.知識和技能目標(biāo)
（1）明確實(shí)驗(yàn)目的，本實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，目的是通過重物自由落體驗(yàn)證機(jī)械能守恒原理；
（2）只有明確實(shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)驗(yàn)的操作方法和方法，學(xué)會(huì)如何收集和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)物理五大定律，才能分析實(shí)驗(yàn)偏差，進(jìn)而使我們對機(jī)械能守恒理論的理解不僅僅停留在理論推論上，能否通過個(gè)人操作和實(shí)際觀察減少感性認(rèn)識，促進(jìn)對機(jī)械能守恒理論的理解；
(3)有必要明確簡單、準(zhǔn)確的色帶選擇和瞬時(shí)速度檢測方法。
2.流程與方法目標(biāo)
（1）通過中學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)中學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和分析實(shí)驗(yàn)偏差的能力；
（2）通過朋友的親身操作和實(shí)際觀察，掌握實(shí)驗(yàn)的方法和方法；
（3）培養(yǎng)中學(xué)生通過加工紙帶的過程獲取和處理信息的能力，感受處理問題的方法，了解如何間接測量一些無法直接檢測的化學(xué)量；
（4）通過實(shí)驗(yàn)過程，讓中學(xué)生體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)中理性思維的重要性，這需要雙手和大腦。
3.情緒心態(tài)和價(jià)值目標(biāo)
（1）通過實(shí)驗(yàn)、分析偏差，培養(yǎng)中學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)心態(tài)，激發(fā)中學(xué)生探索化學(xué)規(guī)律的欲望；
（2）讓中學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)感受到成功的喜悅和成就感，激發(fā)他們對化學(xué)世界的求知欲；
（三）培養(yǎng)中學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神和合作意識，勇于提出與他人不同的意見；
（4）通過實(shí)驗(yàn)過程體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程的困難和樂趣，樂于探索自然的奧秘。
二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)的選擇和掌握。
2. 剖析實(shí)驗(yàn)偏差的方式。
3. 教學(xué)用品
鐵架（帶鐵夾）、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、重錘（帶紙帶夾）、紙帶、鐵絲、秤、
低壓電源。
4、教學(xué)方法
預(yù)覽設(shè)計(jì)——實(shí)驗(yàn)觀察——數(shù)據(jù)處理——總結(jié)。
班主任啟發(fā)和引導(dǎo)中學(xué)生獨(dú)立閱讀和思考，自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，討論和交流學(xué)習(xí)成果。
5. 課程安排
1課時(shí)
六、教學(xué)過程
(1)導(dǎo)出新課程
在上節(jié)課中，我們從理論上學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律。 我們從定理內(nèi)容和守恒條件初步了解了機(jī)械能守恒理論。 明天我們將通過自己的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步感性地理解這個(gè)定理。
（二）開展新課
1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?span style="display:none">lO1物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
結(jié)合教材，整理預(yù)習(xí)教案大綱，并對中學(xué)生的成績進(jìn)行點(diǎn)評。 （展示幻影kt板） 本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的目的是通過重物自由下落的現(xiàn)象來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
2、認(rèn)識實(shí)驗(yàn)儀器：組裝實(shí)驗(yàn)儀器，明確各儀器的功能。 （暫時(shí)不做，只是組裝）
電磁打點(diǎn)定時(shí)器電源應(yīng)在10V以下，火花打點(diǎn)定時(shí)器電源應(yīng)在220V。 打點(diǎn)定時(shí)器限位孔位置應(yīng)垂直。 紙帶的寬度應(yīng)為1m左右。 （中學(xué)生思考，早點(diǎn)回答）
3.了解實(shí)驗(yàn)原理
通過研究物體自由落體運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒原理的實(shí)驗(yàn)原理是，自由落體物體在運(yùn)動(dòng)過程中無論空氣阻力如何，機(jī)械能守恒，即重物動(dòng)能的減少等于其重力勢能的減少。 具體來說：
(1) 若以重物下落的起點(diǎn)O為基準(zhǔn)，設(shè)重物的質(zhì)量為m，測量物體從起點(diǎn)O下落距離h的速度v，則在偏差允許范圍內(nèi)，可推算出?mV2=mgh，驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。
(2) 以重物下落過程中的某一點(diǎn) A 為基準(zhǔn)，設(shè)重物的質(zhì)量為 m，測量 A 點(diǎn)對應(yīng)的物體的速度 vA，然后測量物體從 A 點(diǎn)下落 Δh 后通過 B 點(diǎn)的速度 vB，則在偏差允許范圍內(nèi)
在允許的范圍內(nèi)，估計(jì)為：?=-222
121、機(jī)械能守恒理論得到驗(yàn)證。
4.掌握實(shí)驗(yàn)的方法和方法
實(shí)驗(yàn)步驟（展示神奇kt板）
(1) 將滴答計(jì)時(shí)器固定在桌子旁邊的鐵架上
(2) 將打點(diǎn)定時(shí)器連接至交流低壓電源
(3) 將紙帶固定在重物上
(4)將紙帶穿過定時(shí)器，并將紙帶提升到一定高度
(5) 打開電源，然后松開紙帶。 切斷電源，撕掉紙膠帶
(6)更換紙膠帶，按相同要求重復(fù)實(shí)驗(yàn)
(7) 購買有清晰點(diǎn)的紙帶進(jìn)行研究物理五大定律，用毫米刻度測量距離，并記錄數(shù)據(jù)
(8) 根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)估計(jì)和推斷
(9)拆除電線并整理設(shè)備
中學(xué)生實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)前班主任提示：打點(diǎn)定時(shí)器的使用
(1)電磁打點(diǎn)定時(shí)器應(yīng)連接4~6V交流電源。 當(dāng)交流電壓頻率為50Hz時(shí)，打點(diǎn)周期為0.02s。
(2)為了使打點(diǎn)頻率相對穩(wěn)定，要求打點(diǎn)定時(shí)器振動(dòng)盤的固有頻率也為50Hz，從而發(fā)生共振。 振動(dòng)片的厚度可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，通過改變振動(dòng)片的厚度可以調(diào)節(jié)其固有頻率。
(3)實(shí)驗(yàn)前需檢查網(wǎng)點(diǎn)的清晰度。 必要時(shí)應(yīng)調(diào)整振動(dòng)針的高度，不得松動(dòng)。 否則會(huì)出現(xiàn)漏點(diǎn)、雙點(diǎn)等現(xiàn)象，對紙帶形成過大的阻力。
(4)電火花定時(shí)器可直接連接220V交流電源，使用雙紙打印即可。 小組實(shí)驗(yàn)（只是實(shí)驗(yàn)，沒有數(shù)據(jù)處理）
問題討論
問題一：本次實(shí)驗(yàn)是否需要檢測物體的質(zhì)量？ 分組討論并得出結(jié)論。 提出想法并澄清推論。 （展示神奇kt板）
驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式：mghmv=221 和 ?=-222
在121中，多項(xiàng)式兩邊都有重物的質(zhì)量m，因此m的大小無法具體測量，但可以將m保留在多項(xiàng)式中。