1、实验：验证机械能守恒定律教学设计山东省邹平县长山中学李敏石涛【目标要求】一、知识与技能1理解实验的设计思路，明确实验中需要测量的物理量。2知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的瞬时速度的方法。3能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析中得出实验结论。4能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差。二、过程与方法通过验证机械能守恒定律，体验验证过程与物理学的研究方法。三、情感、态度与价值观通过亲自实践，培养学生观察和实践能力，培养学生实事求是的态度和正确的科学观。【教学重难点】1验证机械能守恒定律的实验原理。2验证机械能守
2、恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。【教学方法】学生分组实验。【教学过程】一、导入新课上节课我们学习了机械能守恒定律，掌握了机械能守恒定律的条件和公式。这节课我们通过实验来验证一下机械能守恒定律。二、进行新课实验目的：通过研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，验证机械能守恒定律。实验原理：用天平测出重物的质量，纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就可以得到重物下落过程中势能的变化。重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出（即每计数点的瞬时速度），这样就得到它在各点的动能。比较重物在某一过程的初末状态动能变化与势能变化的多少，就能验证机械能是否守恒。需用的实验仪器：（请在所需仪器右
3、面打对号）1秒表2纸带3刻度尺4天枰5打点计时器6复写纸片7导线、电键8带有铁夹的铁架台9带铁夹的实心重锤10带铁夹的空心重锤11交流220v,50Hz电源12高压交流电源主要实验步骤及注意事项：次序主要步骤注意事项备注改进措施1用天平称出重锤的质量。2按课本图所示，把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点记时器与交流电源连好。打点计时器安装时，必须使纸带两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。这一步你有好的改良意见吗？把铁架台降低并固定到桌面上3用手握着纸带上端并让纸带保持竖直，让重物静止地靠近打点计时器。4接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点，断开电源。先接通电源，后松
4、纸带为什么？5换个同学，重复以上2-4步几次，得35条纸带。6在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1、2、3用刻度尺测出对应高度h1、h2、h3挑选打点清晰，且纸带上最前端两点间距接近2mm左右的纸带请填写下面数据表格。如果起点不清晰该怎么办？7应用公式计算各点对应的速度v11、v2、v3请填写下面数据表格8计算各点相对于起点O的势能减少量mghn和动能的增加量 进行比较。填写表格。两数据相等吗？如不相等分析原因。9处理数据得出结论数据表格：（T= s，m= kg ，同一纸带以O点为起点）计数点hm初态Vo m/s末态Vn m/s势能减少量EP（J）动能增加量
5、EK（J）对比EP与EK1234产生误差原因分析：（思考出几条，请写出几条）误差原因为减小误差操作时应注意方面1 23结论：结论的评估：经典分析：例：（山东省2008年夏季学业水平考试第16题）在“验证机械能守恒定律”的实验中，造成实验误差的原因主要有：（1） （2） 【巩固提高】1在用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中：若用公式计算即时速度进行验证，打点记时器所接交流电的频率为50HZ，甲、乙两条实验纸带（如图所示），应选_纸带好，验证机械能守恒定律的实验所用的打点记时器的线圈应接的电源是（）A交流220V B直流220V C交流6V D直流6V2某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验
6、步骤：A用天平称出重物的质量；B把纸带固定到重物上，并把纸带穿过打点计时器，提升到一定高度；C拆掉导线，整理仪器；D断开电源，调整纸带，重做两次；E用秒表测出重物下落的时间；F用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离，记录数据，并计算出结果，得出结论；G把打点计时器接到低压交流电源上；H接通电源，释放纸带；I把打点计时器接到低压直流电源上；J把打点计时器固定到桌边的铁架台上。上述实验步骤中错误的是 ，可有可无的是 ，其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是 。（均只需填步骤的代号）3在验证机械能守恒定律时，如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图象应是什么形状才能验证机械能守恒定律，图线的斜率表示什么？参考答案：1甲 A 2上述实验步骤中错误的是E和I，因为实验中不需要测定时间，打点计时器应使用低压交流电源。可有可无的实验步骤是A。正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是：J、G、B、H、D、C、F。3实验数据绘出图象应是通过原点的一条倾斜直线。由图线的斜率表示重力加速度g。
