物理②必修7.9《实验：验证机械能守恒定律》教案
验证机械能守恒定律教案
验证机械能守恒定律教案一、教学目标：1. 让学生理解机械能守恒定律的概念。
2. 让学生掌握验证机械能守恒定律的实验方法和步骤。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
4. 培养学生的科学思维和问题解决能力。
二、教学内容：1. 机械能守恒定律的定义和原理。
2. 验证机械能守恒定律的实验设计。
3. 实验操作步骤和注意事项。
4. 实验数据的处理和分析。
三、教学方法：1. 讲授法：讲解机械能守恒定律的定义和原理。
2. 实验法：进行验证机械能守恒定律的实验。
3. 讨论法：引导学生分析实验结果，得出结论。
四、教学准备：1. 实验室设备：实验桌、实验架、重锤、细线、弹簧测力计、计时器等。
2. 实验材料：细线、橡皮筋、重物等。
3. 教学课件和实验指导书。
五、教学过程：1. 引入：通过提问方式引导学生回顾动能和重力势能的概念，引出机械能守恒定律。
2. 讲解：讲解机械能守恒定律的定义和原理，解释在什么条件下机械能守恒。
3. 演示：进行验证机械能守恒定律的实验，展示实验过程和结果。
4. 操作：引导学生分组进行实验，学生自行操作实验设备，进行实验观察。
5. 分析：引导学生分析实验结果，讨论实验中可能出现的误差和问题。
7. 练习：布置一些相关的练习题，让学生巩固所学知识。
9. 反馈：收集学生的实验报告和练习题，对学生的学习情况进行评估和反馈。
10. 拓展：引导学生思考机械能守恒定律在实际生活中的应用，进行拓展学习。
六、教学评估：1. 观察学生在实验过程中的操作是否规范，是否能够正确使用实验设备。
2. 评估学生在分析实验结果时是否能够理解并应用机械能守恒定律。
3. 通过学生的练习题和实验报告，评估学生对机械能守恒定律的理解程度和应用能力。
七、实验安全注意事项：1. 确保实验室内的实验设备和安全设施完好无损，如紧急停止按钮、安全网等。
2. 在实验过程中，要求学生佩戴安全帽，避免靠近实验设备的高处。
3. 使用实验设备时，确保正确操作，避免发生意外伤害。
机械能守恒定律实践教案通过实验验证机械能守恒定律
机械能守恒定律实践教案通过实验验证机械能守恒定律通过实验验证机械能守恒定律一、教学目标：1、掌握机械能守恒定律的基本概念和公式。
2、了解机械能守恒定律的实际应用。
3、能够通过实验验证机械能守恒定律的有效性。
二、内容：1、机械能守恒定律的教学：机械能守恒定律是指在一个孤立的力学系统中，机械能（动能和势能之和）始终保持不变的定律。
其公式表达为 E初 = E末（其中E 表示机械能）。
2、机械能守恒定律的实际应用：机械能守恒定律在物理学和工程学等领域的应用非常广泛，例如：（1）在机械方面，机械能守恒定律可用于分析和设计各种机械系统，例如弹簧、摆杆、滑轮等。
（2）在建筑工程方面，机械能守恒定律也可用于分析和设计机械式旋转门、升降梯等设备。
（3）在能源方面，机械能守恒定律也是研究和开发各种能源的基础，例如水力发电、风力发电等。
3、通过实验验证机械能守恒定律的有效性：为了更好地理解机械能守恒定律，我们可以通过实验来验证其有效性。
实验一：将球从一定高度自由落下，在下落过程中记录其高度和速度，并计算其动能和势能。
将球在底部接住并反弹，求出其最高弹起的高度。
利用机械能守恒定律，可以计算出球在反弹过程中的动能和势能。
将其与原先自由落下时的动能和势能比较，看是否满足机械能守恒定律。
实验二：将弹簧拉伸一定长度后，将质点沿水平方向推向弹簧。
当质点接触到弹簧时，弹簧产生弹性形变，将质点推回一定距离。
记录质点的质量、初速度、弹簧产生的弹力和质点弹回的距离等数据。
通过计算质点在弹簧的形变过程中的势能和动能，验证机械能守恒定律。
三、教学方法：1、讲授教学、讨论式教学。
2、引导学生独立思考，列举常见的机械能守恒定律应用例子。
3、进行实验，让学生亲自体验机械能守恒定律的实际应用和有效性。
四、学习体会：通过实验验证机械能守恒定律的有效性，让我们更深刻地理解了机械能守恒定律的含义和实际应用，提高了我们对物理学的认识和兴趣，也增强了我们的实验操作技能。
实验：验证机械能守恒定律教案人教版
学生需要能够根据实验数据，运用物理知识进行分析和推理，验证机械能守恒定律的正确性。
2.教学难点：
（1）机械能守恒定律的理解。
机械能守恒定律是一个抽象的物理概念，学生可能难以理解其本质和应用。因此，如何引导学生正确理解这个定律，是本节课的一个难点。
（2）自由落体运动的速度和高度变化规律的掌握。
3.在反馈时，可以鼓励学生积极提问和发表自己的观点，引导学生深入思考并提高解决问题的能力。
4.对于学生的作业，可以给出详细的评分标准和评价，让学生了解自己的学习情况，并激发学生的学习动力。
重点题型整理
1.题型一：判断题
题目：机械能守恒定律适用于所有物体在自由落体运动中的情况。
答案：错误。机械能守恒定律适用于在没有外力做功的情况下，物体的动能和势能之和保持不变的情况，但并不是所有物体在自由落体运动中都符合这一定律。
2.题型二：选择题
题目：在验证机械能守恒定律的实验中，以下哪个因素不会影响实验结果？
学生可能对于速度和高度随时间变化的规律不清晰，难以理解它们之间的关系。因此，如何帮助学生掌握这些规律，是本节课的另一个难点。
（3）实验数据的处理和分析。
学生可能对于如何使用实验仪器进行数据采集和处理不熟悉，难以进行准确的实验分析。因此，如何指导学生进行数据处理和分析，是本节课的另一个难点。
（4）实验结果与机械能守恒定律之间的联系。
A.实验仪器的精度
B.实验环境的温度
C.物体的质量
D.物体的形状
答案：C.物体的质量
3.题型三：填空题
题目：在自由落体运动中，物体下落的高度_____与时间的平方成正比。（H表示高度，t表示时间）
答案：H ∝ t²
验证机械能守恒定律(精品教案)
验证机械能守恒定律〖知识精讲〗知识点：验证机械能守恒定律实验（1）实验目的：验证机械能守恒定律（2）实验原理：通过实验，求做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证了机械能守恒定律。
（3）实验器材：打点计时器及电源、纸带、复写纸片、重物、刻度尺、带有铁夹的铁架台、导线。
（4）实验步骤：①按图所示装置竖直安装好打点计时器，并用导线将打点计时器接在4-6V 的交流电源上；②将纸带穿过打点计时器，纸带下端用夹子与重物相连，手提纸带使重物静止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，打点计时器就在纸带上打下一系列的点；④换纸带，重做几次上述实验；⑤在取下的纸带中挑选第一、第二两点间离接近2mm且点迹清楚的纸带进行测量，先记下第一点O的位置，再任意取4个点1、2、3、4，用刻度尺测出距O点的相应距离h1、h2、h3、h4，如图所示；计算相应的重力势能减少量mgh n。
⑥用公式v=h n+1-h n-1/2T计算各点对应的瞬时速度v1、v2、v3、v4；计算出相应的动能mv n2/2。
⑦比较mv n2/2与mgh n是否相等。
（5）实验结论：在重力作用下，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒。
（6）注意事项：①应尽可能控制实验条件，即应满足机械能守恒的条件，这就要求尽量减小各种阻力，采取措施有：a、铁架台竖直安装，可使纸带所受阻力的减小。
b、应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小。
②应先开电源让打点计时器开始打点，再放开纸带让重物自由下落。
③选取纸带原则是：a、点迹清楚。
b、所打点呈一条直线。
c、第1、2点间距接近2mm。
〖例1〗在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9。
8m/s2，测得所用的重物的质量为1。
机械能守恒定律说课稿 实验验证《机械能守恒定律》的说课稿(优秀6篇)
机械能守恒定律说课稿实验验证《机械能守恒定律》的说课稿(优秀6篇)在教学工作者实际的教学活动中，时常要开展说课稿准备工作，编写说课稿是提高业务素质的有效途径。
那么问题来了，说课稿应该怎么写？如下是勤劳的编辑给大家分享的实验验证《机械能守恒定律》的说课稿【优秀6篇】，欢迎阅读，希望对大家有所帮助。
能量守恒定律说课稿篇一一。
教学内容：第九节实验：验证机械能守恒定律第十节能量守恒定律与能源二。
知识要点：1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。
掌握验证机械能守恒定律的实验原理。
通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。
培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。
2.理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。
通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的确切含义。
三。
重难点解析：1.实验：验证机械能守恒定律实验目的：验证机械能守恒定律。
实验原理：通过实验，分别求做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量。
若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律：△ep=△ek实验器材打点计时器及电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、带有铁夹的铁架台、导线。
实验步骤：（1）如图所示装置，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器。
（2）用手握着纸带，让重物静止地靠近打点计时器的地方，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点。
（3）从打出的几条纸带中挑选一、二点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量，记下一个点的位置o，并在纸带上从任意点开始依次选取几个计数点1、2、3、4…，并量出各点到o点的距离h1、h2、h3…，计算相应的重力势能减少量，mgh。
如图所示。
（4）依步骤（3）所测的各计数点到o点的距离hl、h2、h3…，根据公式vn=计算物体在打下点l、2…时的即时速度v1、v2…。
计算相应的动能（5）比较实验结论：在重力作用下，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒。
实验教案：验证机械能守恒定律
实验教案：验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律1.实验目的验证机械能守恒定律，即对于一个孤立的系统，在外力不做功的情况下，系统的机械能总量不变。
2.实验原理机械能守恒定律是描述物体机械能守恒的定律，具体表述为：对于一个孤立的系统，即不受外力做功的物体、物体间互相不受力作用的物体系统，在内部相互转化的物体的机械能总量不变。
机械能由两部分组成：动能和势能。
动能是物体由于运动而具有的能量，与物体的质量和速度大小有关；势能是物体由于受力发生位移而具有的能量，与物体重力势能，弹性势能和化学势能等形式的势能有关。
因此，在机械能守恒的过程中，动能和势能是相互转化的。
3.实验器材弹球和滑轮组成的装置，刻度尺，计时器，电子天平。
4.实验步骤1.把球从一定高度处释放，让其自由落下并撞击到弹性挂绳上。
2.在弹性挂绳与滑轮之间，通过弹性线将弹球和滑轮相连。
3.让滑轮转动，通过刻度尺和计时器测量滑轮转动的速度和时间。
4.根据弹性线的弹力大小，测量弹球初速度和末速度。
5.通过动能和势能的关系，计算物体机械能的总量，验证机械能守恒定律。
6.数据处理1.测量弹球自由落下的高度为1.2m，质量为50g。
2.弹球撞击弹性挂绳时，弹性挂绳产生弹力，使弹球发生反弹，并在此过程中产生一定的动能。
3.通过测量弹性线的弹力，可以求出弹球反弹前的初速度和反弹后的末速度。
4.根据物体的质量、初速度和高度等参数，计算物体的势能大小，根据物体质量、速度等参数，计算物体的动能大小。
5.根据机械能的定义，机械能总量等于动能与势能总和。
通过实验测量的数据，可以验证机械能守恒定律。
6.结论通过对实验数据的处理和分析，可以得出以下结论：1.在实验条件下，机械能守恒定律成立。
2.在外力不做功的情况下，物体的机械能总量不变，表明动能和势能理论上是相互转化的。
3.实验的误差来自多个方面，如实验仪器的精度、物体的实际质量、物体的实际高度等等，对于这些误差，可以通过逐步提高实验精度，减少外部干扰，进一步提高实验精度。
验证机械能守恒定律教案
验证机械能守恒定律教案一、教学目标1. 让学生了解机械能守恒定律的概念及其应用。
2. 培养学生运用实验方法验证物理定律的能力。
3. 引导学生通过实验现象，分析问题，得出结论。
二、教学内容1. 机械能守恒定律的定义及其表达式。
2. 实验原理及实验步骤。
3. 实验数据处理及误差分析。
4. 实验结果与理论值的对比分析。
三、教学重点与难点1. 重点：机械能守恒定律的理解与应用，实验操作步骤及数据处理。
2. 难点：实验结果与理论值的对比分析，误差来源及减小方法。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生思考问题，分析问题。
2. 利用实验现象，让学生直观地了解机械能守恒定律。
3. 以小组合作的形式进行实验，培养学生的团队协作能力。
4. 通过对实验结果的分析，提高学生的科学思维能力。
五、教学过程1. 引入：讲解机械能守恒定律的概念及表达式。
2. 讲解实验原理，示范实验操作步骤。
3. 分组进行实验，学生操作，教师指导。
4. 数据处理与误差分析。
5. 学生展示实验结果，进行对比分析。
7. 布置课后作业，巩固所学知识。
六、实验器材与准备1. 铁架台2. 重物（如铁块）3. 弹簧测力计4. 细线5. 滑轮组6. 刻度尺7. 实验记录表格七、实验步骤1. 搭建实验装置：将铁架台固定在实验台上，悬挂重物，连接滑轮组和弹簧测力计。
2. 调零测力计：确保测力计的读数为零。
3. 测量重物的重力：将重物悬挂在细线上，记录测力计的示数，即为重物的重力G。
4. 释放重物：松开细线，让重物沿着滑轮组下降一定高度h，记录下落时间t。
5. 数据记录：根据实验数据，填写实验记录表格。
八、数据处理与误差分析1. 计算重物的势能变化：ΔE_p = mgh2. 计算重物的动能变化：ΔE_k = (1/2)mv^23. 计算机械能守恒定律的验证值：ΔE_p ΔE_k = 04. 分析实验误差：包括测量误差、设备误差、环境因素等。
5. 讨论如何减小误差：如多次测量取平均值、选用精密仪器等。
高中物理7.9实验：验证机械能守恒定律精品教案教学设计
7.9 实验：验证机械能守恒定律教学目标知识与技能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．过程与方法通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法．情感、态度与价值观通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观．培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度．教学重点、难点教学重点掌握验证机械能守恒定律的实验原理．教学难点验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法．教学活动[新课导入]师：上一节课我们学习了机械能守恒定律，我们首先采复习一下什么叫做机械能守恒定律?生：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变．这叫做机械能守恒定律．师：机械能守恒的条件是什么?生：只有重力和弹力做功．师：自由落体运动中机械能是不是守恒?生：自由落体运动中物体只受到重力的作用，这个过程只有重力做功，所以机械能是守恒的．师：我们要想推导出机械能守恒定律在自由落体中的具体表达式，可以根据什么来进行推导呢?生1：可以通过牛顿运动定律进行推导． 生2：可以根据动能定理进行推导．(投影展示与一个自由落体运动相关的题目，从题目中知道有关的物理量，让学生分别根据牛顿运动定律和动能定理推导机械能守恒定律，再一次熟悉这个定律，并为本节课的教学打下基础) [新课教学]1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。
在图1中，质量为m 的物体从O 点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点A 和B 的机械能分别为：EA =A A mgh mv +221， EB =B B mgh mv +221如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有E A =E B ，即A A mgh mv +221=B B mgh mv +221上式亦可写成B A A B mgh mgh mv mv -=-222121该式左边表示物体由A 到B 过程中动能的增加，右边表示物体由A 到B 过程中重力势能的减少。
验证机械能守恒定律教案
验证机械能守恒定律教案一、教学目标1. 让学生了解机械能守恒定律的概念及其在实际问题中的应用。
2. 通过对实验现象的观察和分析，培养学生的观察能力、思考能力和动手能力。
3. 引导学生运用物理知识解决实际问题，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 机械能守恒定律的定义及表达式。
2. 实验原理及实验装置。
3. 实验步骤及数据处理。
4. 实验结果的分析与讨论。
5. 机械能守恒定律在实际问题中的应用。
三、教学重点与难点1. 重点：机械能守恒定律的理解和应用，实验操作技能的培养。
2. 难点：实验数据的处理和分析，机械能守恒定律在实际问题中的应用。
四、教学方法1. 采用讲授法讲解机械能守恒定律的定义、表达式及应用。
2. 采用实验法进行验证机械能守恒定律的实验，培养学生的动手能力。
3. 采用讨论法分析实验结果，提高学生的思考能力。
五、教学过程1. 导入：通过提问方式引导学生回顾物理学中关于能量守恒的知识，为新课的学习做好铺垫。
2. 讲解：讲解机械能守恒定律的定义、表达式及在实际问题中的应用。
3. 实验：介绍实验原理、实验装置，指导学生进行实验操作，注意安全。
4. 数据处理：引导学生运用实验数据验证机械能守恒定律，培养学生的数据处理能力。
5. 结果分析与讨论：分析实验结果，引导学生思考实验过程中可能存在的问题，并进行讨论。
7. 作业布置：布置一些有关机械能守恒定律的应用题，巩固所学知识。
六、教学评价1. 评价学生对机械能守恒定律的理解程度，通过课堂提问和作业批改进行评估。
2. 评价学生的实验操作技能，通过观察实验过程和实验报告进行评估。
3. 评价学生对实验结果的分析与讨论能力，通过实验报告和课堂讨论进行评估。
七、教学反思在课后，教师应反思本节课的教学效果，包括学生的参与度、理解程度和掌握程度。
根据学生的反馈和自身的教学经验，调整教学方法和解题策略，以提高教学效果。
八、教学拓展1. 引导学生进一步研究其他能量守恒定律，如热能守恒定律和电能守恒定律。
《实验：验证机械能守恒定律》教学设计【高中物理必修2(人教版)教案】
《7.9实验：验证机械能守恒定律》教学设计教学模式介绍“传递-接受”教学模式源于赫尔巴特的四段教学法，后来由前苏联凯洛夫等人进行改造传入我国。
在我国广为流行，很多教师在教学中自觉不自觉地都用这种方法教学。
该模式以传授系统知识、培养基本技能为目标。
其着眼点在于充分挖掘人的记忆力、推理能力与间接经验在掌握知识方面的作用，使学生比较快速有效地掌握更多的信息量。
该模式强调教师的指导作用，认为知识是教师到学生的一种单向传递的作用，非常注重教师的权威性。
“传递-接受”教学模式的课程环节：复习旧课——激发学习动机——讲授新知识——巩固运用——检查评价——间隔性复习设计思路说明1.复习旧课1）机械能守恒定律的内容？2.）机械能守恒的条件是什么？2.激发学习动机请同学们设计实验方案验证机械能守恒3.讲授新知识1）【实验目的】2）【实验原理】4）【实验内容】4.巩固运用1）.本实验要不要测量物体的质量？2）.对于实际获得的纸带，如何判定纸带上的第一个点就是纸带刚开始下落时打下的呢？3）.如何测量物体的瞬时速度?5.检查评价本实验有哪些需要注意的地方？6.间隔性复习在还有的学习中体现●教材分析本实验属于高中物理实验中非常重视的一个实验，机械能守恒定律的验证方法很多，其中以自由落体运动的实验验证为代表。
学生应该通过多种实验方案的设计充分动手，动脑体会机械能守恒定律。
●教学目标一、知识与技能1．知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化．2．正确推导重物自由下落过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件．3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式．二、过程与方法1．学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒．2．初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题．三、情感、态度与价值观通过机械能守恒的教学，使学生树立科学观念，正确理解和运用自然规律，并用来解决实际问题．●教学重难点【重点】1．掌握机械能守恒定律的理论推证和实验验证过程．2．掌握机械能守恒的条件．3．在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出机械能定律的数学表达式．【难点】1．如何让学生从事例中感受和猜想物体的机械能转化遵循什么规律．2．在实验验证中如何处理纸带，数据如何处理．●课前准备1、多媒体课件；2、学生完成相应预习内容；3、学生课前查阅相关背景资料，搜集有关资料。
最新人教版高中物理必修2第七章《实验：验证机械能守恒定律》教案
验证机械能守恒定律【三维目标】（一）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，深化对机械能守恒定律的理解。
3．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。
（二）过程与方法1．要明确纸带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法。
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，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。
（三）情感态度与价值观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。
【教学重点】1．验证机械能守恒定律的实验原理。
2．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。
【课时安排】1课时【教学过程】一、新课引入1．问题导入十米跳台跳水是种技术性较强的运动。
运动员在跳离平台后笔直飞出，如果不计空气阻力，思考：他在下落的过程中运动特点是怎样的？机械能是否守恒？怎样验证？2．实验导入请同学们思考，细绳的下端拴一个重球，上端固定在天花板上。
把重球从平衡位置B 拉到A，放开手，重球就在A、B间往复运动，如果空气阻力可以忽略不计，把铅笔放在B1的位置上，重球将沿怎样的弧线运动？它上升的最高点C1在什么地方？由此同学们得到什么启示？二、新课讲解通过上一节课的学习，我们知道机械能守恒定律及其表达式以及其在物理学中的重要地位。
今天我们就设计实验，来验证机械能守恒定律。
问题：1．机械能守恒定律的条件是什么？2．要验证机械能守恒应该创设什么样的问题情景？3．回顾以前学过的运动，哪种运动形式符合验证机械能守恒定律的条件？学生通过讨论，总结：1．机械能守恒定律的条件是：物体系统只有重力或弹力做功。
《实验：验证机械能守恒定律》教案
C、选定重物后，要称出它的质量；
D、重物所受的重力，应选大于它受的空气阻力和纸带受到打点计时器的阻力。
3、下面列出一些实验步骤
A、用天平测出重物和夹子的质量；
B、将重物系在夹子上；
C、将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子。再把纸带向上拉，让夹子靠近打点计时器外；
◇在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能的保持不变。
◆定律中的哪一部分是守恒条件？“系统”的意义是什么？
◇“在只有重力或弹力做功的物体系统内”表示的是守恒条件；“系统”的是重力势能是物体和地球构成的系统所具有；弹性势能是物体与弹簧构成的系统所具有。
◆自由落体运动中机械能是否守恒？为什么？
3、数据测量与处理
◆实验中应如何测量重物下落的速度？
◆测量速度时就如何选点？
用平均速度来测量某点的速度，由于加速度比较大打的点比较少，所以两点之间的时间间隔不能太大，最好只取0.02秒。
4、实验注意事项
学生讨论：
①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。
②实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源，让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证下落时的初速度为零，可用小夹子先将纸带夹起来，待稳定后再释放纸带。
⑥用公式 ，计算出簬的瞬时速度V1、V2、V3、……
并记录在表格中。
⑦计算簬的重力势能的减小量mghn和动能的变化量 ，并进行比较，看是否相等，将数值填入表格内。
参考表格：各计数点1234
5
6
下落高度
速度
势能
动能
结论
（学生进行实验，教师巡回指导，帮助能力较差的小组或个人）
【答案】7.9实验：机械能守恒定律教案
学校：临清二中学科：物理编写人：王雪莲审稿人：马洪学必修二第七章第九节《实验：验证机械能守恒定律》一、教材分析《验证机械能守恒定律》是人教版高中物理必修二第七章《机械能》第九节的教学内容，本节通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法．是一节重要的实验课，它使上节课的内容更深入人心。
二、教学目标知识与技能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．过程与方法通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法．情感、态度与价值观通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观．培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度．三、教学重点难点教学重点掌握验证机械能守恒定律的实验原理．教学难点验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法．四、学情分析我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。
需要教师指导并进行适当的演示即便实验能顺利进行。
五、教学方法探究、讲授、讨论、实验六、课前准备1．学生的学习准备：预习《实验：验证机械能守恒定律》，并填写学案。
2．教师的教学准备：实验器材，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）复习导入、展示目标。
教师首先提问：思考1：机械能守恒定律的内容是什么，需要什么条件？思考2：机械能守恒的表达式是什么，我们能否设计一个情景验证一下机械能守恒定律？设计意图：通过复习上节的知识为本节的学习打下一个基础，并明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
初步实验设计和学生讨论下面几个问题，帮助学生设计实验。
1、实验目的： 。
2实验的研究对象是 ，他做的是 运动。
3、重物下落过程中，除了重力外会受到哪些阻力？怎样减少这些阻力对实验的影响？ 重物受两种阻力：一、空气阻力 选用密度大、质量大的重物可减少空气阻力的影响。
《实验：验证机械能守恒定律》教学设计
《实验：验证机械能守恒定律》教学设计陕西省商洛中学穆生强【教学目标】1.理解机械能以及机械能守恒的内涵，掌握验证机械能守恒实验的实验原理。
2.通过研究物体在自由下落过程中动能与势能的变化，验证机械能守恒定律。
3.理解实验中测物体在纸带上某点对应时刻的瞬时速度的方法。
学会分析实验误差来源，思考减小误差的方式。
4.通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。
培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。
【教学重点】掌握验证机械能守恒定律的实验原理。
验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。
【教学难点】从能的转化和功能关系出发理解验证机械能守恒的原理，思考其他验证机械能守恒的实验原理。
结合实验原理掌握图像法等数据处理方式，正确理解实验误差在实验数据上的体现。
【教学过程】（课前预习作业）学生自主学习，完成预习作业。
教师检查，进行评价。
1．机械能守恒定律的内容：在只有____________做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。
2.在重物自由下落的过程中，________的减小量与______的增加量相等，则机械能守恒。
3.做匀变速直线运动的物体，某时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度。
如图计算打第n点时的瞬时速度，可测量与第n 点相邻的前、后计数点间的距离，相邻计数点间的时间间隔为T，则该点的瞬时速度表达式可记为_______________。
新课导入：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。
注意到机械能守恒的系统有前提条件，该系统只有重力或者弹力做功。
因此我们设计验来验证机械能守恒定律时，就必须要满足这个条件，来选择符合机械能守恒定律的运动模型。
在之前的学习过程中，我们研究了物体很多种运动模型，包括自由落体运动，物体沿光滑斜面滑动，水平面的匀速圆周运动以及平抛运动、竖直平面的圆周运动等，自由落体运动过程中物体只受重力，只有重力做功，重力势能转化为物体的动能，满足机械能守恒定律；物体在光滑斜面下滑也只有重力做功，机械能守恒，但是需要气垫导轨提供摩擦阻力较小的斜面；匀速圆周运动没有动能和势能的互相转化，因此不能验证机械能守恒定律，对于其他更复杂的运动模型，实验起来也更加繁琐，因此我们选用自由落体运动来验证机械能守恒定律。
验证机械能守恒定律教案
验证机械能守恒定律教案一、教学目标1.理解机械能守恒定律的内容，掌握机械能守恒的条件。
2.能够运用机械能守恒定律解决实际问题。
3.通过实验验证机械能守恒定律，培养观察能力、实验能力和分析能力。
4.培养科学态度和团队合作精神。
二、教学内容1.机械能守恒定律的内容。
2.机械能守恒的条件。
3.实验验证机械能守恒定律。
4.实验结果分析和讨论。
三、教学难点与重点难点：理解机械能守恒定律的条件和内容，掌握实验操作和数据记录。
重点：运用机械能守恒定律解决实际问题，培养实验能力和观察能力。
四、教具和多媒体资源1.黑板和粉笔。
2.投影仪和PPT。
3.实验器材：重物、纸带、夹子、刻度尺、电源等。
4.教学软件：多媒体课件、实验数据分析软件。
五、教学方法1.激活学生的前知：回顾动能和势能的概念，为引入机械能守恒定律做准备。
2.教学策略：通过讲解、示范、小组讨论和实验验证相结合的方式进行教学。
3.学生活动：进行实验操作，记录数据并进行分析。
4.教学反思：根据学生的表现和反馈，对教学策略进行调整和改进。
六、教学过程1.导入：通过问题导入，引起学生的兴趣和思考。
例如，“在没有任何外力作用的情况下，一个物体的动能和势能会发生变化吗？”引出机械能守恒定律的概念。
2.讲授新课：通过讲解和示范，让学生了解机械能守恒定律的内容和条件。
强调机械能守恒的条件是“只有重力或弹力做功”，并解释这个条件的含义。
同时，通过实例和分析，让学生理解机械能守恒定律在生活和生产中的应用。
3.巩固练习：让学生通过实例题、计算题等方式巩固所学知识，加深对机械能守恒定律的理解和应用。
同时，通过小组讨论的方式，让学生互相交流和学习。
4.归纳小结：回顾机械能守恒定律的内容和条件，总结实验验证的过程和结果，强调机械能守恒定律在物理学中的重要地位和作用。
同时，让学生提出自己的问题和建议，为今后的学习和发展打下基础。
5.布置作业：根据学生的学习情况和兴趣爱好，布置适量的作业，包括理论题、计算题和实验题等，让学生进一步巩固所学知识和提高应用能力。
(完整版)7.9《实验：验证机械能守恒定律》优秀教案新人教版必修2
实验：验证机械能守恒定律文本式教学设计通过上一节的学习，学生对机械能守恒定律及其守恒条件有了明确的认识.本节安排在学习了机械能守恒定律之后，使学生不仅从理论上了解机械能守恒定律，而且通过实际观测从感性上增加了认识，深化学生对机械能守恒定律的理解.在这一实验之前学生多次使用过打点计时器，处理纸带的方法并不陌生，实验操作也比较容易，所以要求学生认真看书，完成实验.课文中重点介绍了瞬时速度测量的另一种方法，要求学生明白道理.在前面的实验中，测速度时都是用两点间的平均速度代表其中某点的瞬时速度，本节证明了“做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于与它相邻的两点间的平均速度”.前面没有使用这种方法，目的是使学生更多地通过实验认识瞬时速度，同时也是为了避免盲目追求精确度的倾向.本节实验采用了不给步骤给思路，同时进行难点提示的写法.给教师在课堂操控上很大的自由空间，应指导学生根据课本的思路，设计相应的探究方法，设计方案，完成实验.在实际教学中应该要求学生写好实验报告，教师一定要评阅或组织学生相互交流.学生自己写实验报告是实验能力的一个方面.尤其是对实验结果可靠性的评估，要求学生不但会动手，更要会动脑.教学重点1.验证机械能守恒定律的实验原理.2.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.课时安排1课时三维目标知识与技能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.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.过程与方法1.要明确纸带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法.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，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.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.课前准备自制课件、电火花计时器、重物（质量300g±3 g）及纸带、铁架台、烧瓶夹、电源.教学过程导入新课问题导入十米跳台跳水是种技术性较强的运动.运动员在跳离平台后笔直飞出，如果不计空气阻力，思考：他在下落的过程中运动特点是怎样的？机械能是否守恒？怎样验证？实验导入请同学们思考，细绳的下端拴一个重球，上端固定在天花板上.把重球从平衡位置B拉到A，放开手，重球就在A、B间往复运动，如果空气阻力可以忽略不计，把铅笔放在B1的位置上，重球将沿怎样的弧线运动？它上升的最高点C1在什么地方？由此同学们得到什么启示？推进新课通过上一节课的学习，我们知道机械能守恒定律及其表达式以及其在物理学中的重要地位.一个规律的提出，不但要有理论的支持，还要由实验的验证，今天我们就设计实验，来验证机械能守恒定律.问题：1.机械能守恒定律的条件是什么？2.要验证机械能守恒应该创设什么样的问题情景？3.回顾以前学过的运动，哪种运动形式符合验证机械能守恒定律的条件？学生通过讨论，总结：1.机械能守恒定律的条件是：物体系统只有重力或弹力做功.2.要验证机械能守恒定律，应该符合守恒条件：只有重力或弹力做功.3.自由落体运动只受重力，符合验证条件.这节课我们通过设计实验，通过探究自由落体过程中能量的变化来验证机械能守恒定律. 指导学生阅读课本内容，找出利用自由落体运动验证机械能守恒定律的方法,培养学生的阅读、总结表达能力.方法总结：在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能相互转化，总的机械能守恒，验证机械能守恒定律只需验证减少的重力势能等于增加的动能即可.问题探究：让学生分组讨论、交流，要完成本实验，应该测量的量有哪些,如何测量,并提出解决方案.明确：测量物体自由下落过程中减少的势能.方法：测量物体的质量m 、下降的高度Δh ，利用重力势能的公式计算ΔE p =mgΔh;测量自由落体下降Δh 时的速度v,利用动能的公式计算ΔE k =mv 2/2,利用打点计时器处理纸带的方法来求解速度.方法补充：如何利用纸带求解瞬时速度?指导学生根据匀变速直线运动的运动学规律，推导瞬时速度的求解方法.学生通过阅读教材，总结推导过程，教师通过大屏幕投影学生的推导过程：如图所示，由于纸带做匀加速运动，故有A 、C 之间的平均速度：2C A AC v v v +=.根据速度公式有：v B =v A +aΔt ，v C =v B +aΔt ，故有：v B -v A =v C -v B ，即v B =2C A v v +. 从而：v B =AC v .总结：匀变速直线运动中，某点的瞬时速度等于以该点为时间中点的两点间的平均速度. 解决方案：利用电火花计时器打出纸带，通过处理纸带，既可以求出物体下降的高度，还可以求出某一瞬时的速度，因此电火花计时器是重要的实验仪器.原理探究：通过实验，求自由落体的重力势能减少量和相应过程动能的增加量.若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律.而且，因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量m ，而只需验证221n v =gh n 就行了，如果要具体计算出重力势能或动能的数值就需要天平.总结：指导学生根据实验原理，写出本实验用到的实验器材:①电火花计时器（或电磁打点计时器）；②重物（质量300 g±3 g ）及纸带；③铁架台、夹子、烧瓶夹；④电源.问题预测:在本实验操作的具体过程中会遇到哪些问题？通过该问题的设置，学生对实验中可能遇到的问题进行预测，并提出相应的解决方法.1.重物下落的过程中除受重力外，还受到哪些阻力？怎样减小这些阻力对实验的影响?2.重物下落时最好选择哪两个位置作为过程的开始和终结的位置?3.本实验中用的重锤，质量大一些好还是小一些好？为什么？4.质量是否为本实验必须测量的量?参考答案：1.重物下落的过程中，除受重力外，还要受空气阻力和打点计时器给纸带的摩擦力.安装打点计时器时注意保持竖直，重物要选择质量大一些的.2.为减小测量高度h 值的相对误差，选取的各计数点要离起始点远一些.要从起始点开始测量出h 1、h 2，再求出Δh=h 2-h 1.3.锤应该选择质量大一些，体积小一些的，可以有效地减小空气阻力的影响.4.质量并非必须测量的量，在需要计算具体的能量数值时，需要天平.步骤整理：教师指导学生根据实验原理、各种器材的注意事项，总结归纳实验步骤：(1)如图所示，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器；打点计时器的两根导线接在6伏交流电源上.(2)用手提着纸带，让重物靠近打点计时器静止，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列点.(3)重复几次，从几条打下点的纸带中挑选第一、二点间距离接近2mm 且点迹清楚的纸带进行测量，测出一系列计数点,各点到第一个点的距离d 1、d 2，d 3,……,d n-1,d n ,d n+1,……据公式v n =Td d n n 211-+-，计算物体在打下点1、2……时的即时速度v 1、v 2……计算相应的动能的增加值,填入事先设计好的表格.教师点拨：选第1、2点间距约2 mm 的纸带意味着纸带是在打第一个点的瞬时开始运动的，根据h=gT 2/2=9.8×0.022/2 m=1.961 0-3 m≈2 mm.在起始点标上0，用刻度尺测量纸带从点0到点1、2……之间的距离h 1、h 2……计算出相应减少的重力势能,填入事先设计好的表格.处理数据，得出结论.参考数据： 各计数点 4 5 6 7 8 9 10 t(s)0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 h×(10-2 m)2.92 4.62 6.70 9.18 12.03 15.28 18.92 v=Δh/Δt(m/s)0.945 1.14 1.33 1.53 1.72 ΔE k =mv 2/20.134 0.195 0.265 0.351 0.444 ΔE p =mgh 0.136 0.197 0.270 0.354 0.450 实验结论：在误差允许的范围内，物体减少的重力势能等于增加的动能，机械能守恒. 学生分组实验，并处理数据，教师利用实物投影仪展示几组数据，并进行点评.师生根据实际实验中的体会，总结实验注意事项：1.打点计时器安装时，必须使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力.2.实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源，让打点计时器工作正常后再松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的点.3.选用纸带时应尽量挑选第一、二点间接运2 mm 的纸带.4.打点计时器必须接50 Hz 交流低压电源.5.测量下落高度时，必须从起始点算起，不能搞错，为了减小测量h 值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些，纸带也不易过长，有效长度可在60 cm —80 cm 之内.6.实验中，只要验证gh 是否等于21v 2即可，也可不用测重锤的质量. 误差分析：教师指导学生观察表格中的数据，减少的重力势能并不是严格地等于增加的动能，而是稍大于增加的动能，让学生思考其中的原因，并总结归纳.原因：重物和纸带下落过程中要克服阻力，包括空气阻力、纸带与限孔位及纸带与计时器之间的摩擦力.由于摩擦力的存在，减少的重力势能并没有全部转化为动能，有一部分转化为内能.计时器平面不在竖直方向，纸带平面与计时器平面不平行是阻力增大的原因.电磁打点计时器的阻力大于电火花计时器.交流电的频率f 不是50 Hz 也带来误差.f ＜50 Hz,使动能E k ＜E p 的误差进一步加大，f ＞50 Hz 则可能出现E k ＞E p 的结果.因此为了实验的精确性，应该严格按照实验步骤进行.例题在用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，得到如图所示的一条纸带.起始点O 到A 、B 、C 、D 、E 各点的距离分别h A 、h B 、h C 、h D 、h E .如果重物的质量为m ，打点计时器所用电源的频率为f ，则在打B 、D 两点时，重物的速度v B =__________，v D =__________.如果选择起始点的位置为零势能参考点，则在打B 、D 两点时重物的机械能E B =__________，E D =__________，若E B __________E D ，则说明重物在下落过程中机械能守恒.解析：根据纸带上瞬时速度的计算方法，得v B =22A C A C h h T h h -=-·f, v D =22C E C E h h T h h -=-·f ， 打B 点时，重物的动能和重力势能分别为：E kB =2222)(81)2(2121A C A C B h h mf f h h m mv -=•-=, E pB =-mgh B .此时重物的机械能E B =E kB +E pB =81mf 2(h C -h A )2-mgh B .同理 E kD =81212=D mv mf 2（h E -h C )2,E pD =-mgh D ,E D =81mf 2(h E -h C )2-mgh D . 如果E B =E D ，则说明重物在下落过程中机械能守恒.方法总结：实际上，重物拖着纸带在下落过程中，受到阻力作用，机械能在不断减小，故有E B >E D .又因为在初始点时重物的机械能为0，所以有0>E B >E D ,21mv B 2-mgh B <0,221D mv -mgh D <0,说明重物在实际下落过程中，重力势能的减少量大于动能的增加量.课堂训练（1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：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.其中不必要的器材有：________________；缺少的器材是________________________________.（2）在验证机械能守恒定律时，如果以v 2/2为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据绘出的图线应是________________，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于_______________的数值. （3）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如图所示，其中A点为打下的第一个点，0、1、2……为连续的计数点.现测得两相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T.根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为____________.在打第5号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为____________.要验证机械能守恒定律，为减小实验误差，应选择打下第_________号和第_________号计数点之间的过程为研究对象.（4）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6 V、50 Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O 点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8 m/s2.若重锤质量为1 kg.①打点计时器打出B点时，重锤下落的速度v B=__________m/s，重锤的动能E kB=_________J.②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减少量为____________J.③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是____________________________________.参考答案：（1）不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平.缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺（2）通过原点的直线g（3）（s6+ s5+ s4- s3- s2-s1）/9T2（s5+s6）/2T 1 5（4）①1.175 0.69 ②0.69 ③机械能守恒思维拓展2或v=gt计算？处理纸带的时候速度能不能用v=gh2是根据机械能守恒定律得到的，而我们的目的就是验证机械能守恒定律，参考解答：v=gh所以不能用.v=gt认为加速度为g，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际加速度必将小于g，故这种方法也不能用.课堂小结本节课主要学习了：1.实验目的：用自由落体运动验证机械能守恒.2.纸带的选取及重物速度的测量方法.3.实验的误差来源及注意事项.布置作业1.教材“问题与练习”第1、2题.2.自己设计方案,验证机械能守恒,自由选择实验仪器,写出操作步骤及实验报告.板书设计9 实验:验证机械能守恒定律一、实验方法⎪⎩⎪⎨⎧的大小关系与比较表示动能的增加用表示重力势能的减少用2/2/22mv mgh mv mgh二、速度测量：中间时刻的瞬时速度与这一段的平均速度大小相等三、注意事项⎪⎩⎪⎨⎧反复验证多做几次实验重物的质量不必测量实验结果受阻力的影响,活动与探究课题：对验证机械能守恒定律实验器材的改进目的：通过对本实验器材的改进，加深实验内容的理解，培养学生动手动脑的能力. 内容：1.器材：铁架台一个，圆柱棒一根(约30 cm 长的橡胶棒)，玩具车马达一个(转速为1 440 r/min)，毛笔一只，白纸，细线，颜料若干.2.制作方法(1)将铁架台放于水平桌面上，再将约30 cm 长的橡胶棒的一端钻一个孔，旋上一螺丝用于系上细线，再将白纸涂上胶水包在圆柱棒上，并把它悬挂在铁架台上方.(2)再将马达安装在铁架台的中间偏下，把毛笔固定在马达上，调整笔尖在棒的下端位置，笔尖与棒面略微接触就可以了.3.操作方法(1)如上图所示，将包有白纸的圆柱棒代替纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之转动，使之替代打点计时器，当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由落下，毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号，记下了相应的位置.(2)替换白纸后，再给毛笔重新添加颜料重做上述实验过程，可做三次以上.4.实验结论马达的转速为：n=1 440r/min=24 r/s,所以周期为：T=(1/24)s=0.042 s.因为马达每转一圈，毛笔随之在圆柱棒上的纸带面上画下一些间断的螺旋线，毛笔所画的旋线之间时间间隔T=0.024 s ；所以，旋线之间的距离的大小，就记录圆棒下落的快慢.因为圆柱棒做自由落体运动，由匀变速直线运动规律所知：某一段时间内的平均速度等于该段时间内中间时刻的瞬时速度,即v 中间时刻=v 平均.所以可以计算出各记号点的瞬时速度，也就可以计算各记号点之间的动能变化，测出记号点之间的距离，就可以算出重力势能的变化.因此在误差允许范围内，动能的变化等于重力势能的变化，就验证了棒在下落过程中的机械能守恒.习题详解1.解答：（1）从状态甲至状态丙的过程中，弹性势能逐渐减少，动能和重力势能逐渐增大，当弹簧对小球向上的弹力大小与重力大小相等时，物体的动能达到最大.之后，弹性势能和动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，当弹簧恢复到自然长度时，弹性势能为零.之后，重力势能仍逐渐增大，动能逐渐减小，到达C 点时，动能减少到零，重力势能达到最大.小球从状态甲运动到状态丙的过程中，机械能守恒，弹簧的弹性势能为：mg(h AB +h BC )=0.2×10×(0.1+0.2) J=0.6 J.（2）小球从状态乙到状态丙的过程中，动能逐渐减少，重力势能逐渐增大.小球从状态乙到状态丙的过程中，机械能守恒，所以小球在B 点的动能与小球在C 点的势能相等，E kB =mgh BC =0.2×10×0.2 J=0.4 J.2.解答：设物体的质量为m,物体运动到圆轨道最高点的速度大小为v ，受到圆轨道的压力为F N .将物体在圆轨道最高点的重力势能定为0，以物体开始滚下点为初状态，根据机械能守恒定律得mg(h-2R)=21mv 2 根据牛顿运动定律得F N +mg=m Rv 2解得h=mg RF mgN2)(+2R由于F N≥0，所以h≥2.5R，即h至少为2.5R.3.略.设计点评验证机械能守恒定律是在学习了机械能守恒定律之后进行的一节实验课，目的在于学习物理规律之后进行，验证物理规律的正确性，巩固和加深对物理规律的理解.本节仍然采用了不给步骤给思路，同时进行难点提示的写法，这给教师在实际教学中很大的教学空间.本实验虽然是个验证性实验，但本教学设计突破思维习惯，采用由学生自主提出、验证方法、验证原理、验证步骤及方案的方法，渗透探究型实验的思想.因此，本教学设计注重了在过程中培养学生的科学素养.通过积极的创造性活动，使学生参与并体验了设计方案形成的思维过程，从中体会实验设计的乐趣和艰辛，感悟了科学实验的本质和价值，从而使学生形成科学的情感态度与价值观.本教学设计主要讲解机械能守恒定律的推导，没有大量讲解例题，重点放在机械能守恒定律的含义要讲透，这对下一节的应用课有很大帮助.渗透了能量在物理学习中的重要地位，这是物理力学知识的核心所在.。
(完整word)9. 实验：验证机械能守恒定律 教学设计 教案
教学准备1。
教学目标1、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。
2、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。
3、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。
2。
教学重点/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。
3。
教学用具多媒体、板书4。
标签教学过程一、实验目的1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度．2．掌握利用自由落体运动验证机械能守恒定律的原理和方法．二、实验原理让物体自由下落，忽略阻力情况下物体的机械能守恒，有两种方案验证物体的机械能守恒：1．以物体下落的起始点O为基准，测出物体下落高度h时的速度大小v,若成立，则可验证物体的机械能守恒．2．测出物体下落高度h过程的初、末时刻的速度v1、v2,若关系式成立,则物体的机械能守恒．三、实验器材铁架台（带铁夹）、电磁打点计时器、重锤（带纸带夹子）、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源．四、实验步骤1．如图甲所示，把打点计时器固定在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好．2．把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔,用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近．3．接通电源，释放纸带，让重物自由下落．4．重复步骤2、3，得到3～5条打好点的纸带．5．在打好点的纸带中挑选一条点迹清晰的纸带，在起始点标上0，以后各点依次标上1、2、3、…，如图乙所示，用刻度尺测出对应的下落高度h1、h2、h3、…。
高中物理必修二7 9 实验验证机械能守恒定律 教案
第七章机械能守恒定律9实验:验证机械能守恒定律学习目标1.理解实验的思路,明确测量的物理量.2.能正确地进行实验操作.3.会根据纸带测定下落的距离,掌握瞬时速度测量的方法.4.能根据实验数据得出实验结论.自主探究1.本实验的实验目的是通过研究物体下落过程中,能和能的变化来验证.2.实验原理:做自由落体运动的物体,设质量为m,下落高度为h时的速度为v,则减少的重力势能为,增加的动能为.若两个量在误差允许的范围内相等,就验证了机械能守恒定律.3.速度的测量:做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于.4.本实验中,用到的实验器材主要有打点计时器及学生电源、、、重物、、带铁夹的铁架台、导线.合作探究一、实验介绍1.实验目的:验证机械能守恒定律.2.实验原理:本实验验证自由落体运动情形下的机械能守恒.思考1:选择重物时,选轻一点的好还是重一点的好?为什么?思考2:本实验要不要测量垂物的质量?3.实验器材:铁架台、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、重物(带铁夹)、毫米刻度尺等.二、实验步骤1.按图安装实验器材,电源接4~6V学生电源.接通电源前,用手提升纸带至重物靠近打点计时器处.2.先接通电源,再松开纸带,让重物自由下落.关闭电源,取下纸带备用.3.重复步骤2两次,打出3条纸带.4.取点迹清晰,且第一、二点间距离接近2mm的纸带进行测量.先将第一点记为0点,然后在纸带上任取5个连续的点(或间隔点数相同的点),如下图所示.5.验证0点到2点过程机械能守恒的方程为mgh2=m ()2,其中t为1点到2点(或2点到3点)之间的时间间隔,如果在误差允许的范围内等式成立,实验就是成功的.同理,可以验证0点到3点过程、0点到4点过程的机械能是否守恒.6.拆下器材,放回原处.思考3:对于实际获得的纸带,如何判定纸带上的第一个点就是纸带刚开始下落时打下的呢?三、数据处理与分析依据实验,采集整理以下信息:数据序号下落高度h n/m瞬时速度v n/(m·s-1)减少的重力势能mgh n/J增加的动能/J234思考4:验证机械能守恒时可以回避起始点吗(即处理纸带时可以不用到起始点吗)?我们可以选取A、B两点,比较它们的机械能E A和E B.若以点B为0势能点,则有:. 数据处理:Δh/m v A/(m·s-1)v B/(m·s-1)势能减少量E p/J动能增加量ΔE k/J1234通过本实验,我们可以得到的结论:.思考5:如何测量物体的瞬时速度?探究讨论:速度能不能用v=或v=gt计算?图象法处理数据:误差分析1.偶然误差:测量长度时会带来误差.2.系统误差:实验中重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力)做功,故动能的增加量ΔE k必定稍小于势能的减少量ΔE p.四、例题分析[例1]在“验证机械能守恒定律”的一次实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02s),那么:(1)纸带的(用字母表示)端与重物相连;(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度v B=;(3)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量ΔE p=,此过程中物体动能的增加量ΔE k=;(g取9. 8m/s2)(4)通过计算,数值上ΔE pΔE k(选填“<”“>”或“=”),这是因为;(5)实验的结论是.[例2]在用打点计时器验证物体自由下落过程中机械能守恒的实验里,以下哪些步骤是必要的?请把它们选出,并将它们的字母代号按操作顺序填在后面横线上:.A.断开电源,取下纸带进行测量、记录B.将纸带固定在重物上,并把它穿过打点计时器,提升到一定高度C.接通电源,释放纸带D.用天平测出重物的质量E.把打点计时器固定在支架上,并接在交流低压电源两端F.用停表测出重物下落的时间[例3]在用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验中,用天平称得重物的质量为0.5kg,所用电源的频率为50Hz,某同学通过正确的实验操作得到了一条理想的纸带.纸带上打出的点如图所示(纸带上的O点是第一个打印点,A、B、C、D、E分别是每打两个点的时间作为计时单位取的计数点,图中数据单位为毫米),已知当地的重力加速度为9.8m/s2.选择B点为初始点,D点为终点,则从打下B点到打下D点的过程中,重物的重力势能的减少量为J,重物动能的增加量为J.课堂检测1.本实验中,除铁架台、夹子、低压交流电源、纸带和重物外,还需选用的仪器是()A.停表B.刻度尺C.天平D.打点计时器2.在验证机械能守恒定律的实验中,由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到较大阻力,这样的结果会有()A.mgh>mv2B.mgh<mv2C.mgh=mv2D.以上都有可能3.在验证机械能守恒定律的实验中,下列物理量中需要直接测量的有()A.重物的质量B.重力加速度C.重物下落的高度D.与重物下落高度对应的重物的瞬时速度4.“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法.(1)若实验中所用的重物质量m=1kg,打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02s,则记录B 点时,重物的速度v B=,重物动能E k B=.从开始下落起至B点,重物的重力势能减少量是,因此可得出的结论是.(g取9.8m/s2)(2)根据纸带算出相关各点速度v,量出下落距离h,则以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是下图中的()5.某同学做“验证机械能守恒定律”实验,不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了,剩下的一段纸带上的各个点间的距离如图所示(单位:cm),已知打点计时器工作频率为50 Hz,重力加速度g取9.8m/s2.(1)利用这段纸带说明重物机械能守恒;(2)试说明重力势能的减少量ΔE p稍大于动能的增加量ΔE k的原因,并提出改进意见.参考答案自主探究1.自由重力势动机械能守恒定律2.mgh mv23.这个点前后相邻两点间的平均速度4.纸带复写纸刻度尺合作探究一、实验介绍思考1:我们要求重物做自由落体运动,而阻力是不可避免地存在的,为了减少阻力对实验的影响,应采用密度较大的重物.思考2:由mgh=mv2可得出gh=v2,所以无须测量重物的质量.如果实验要求计算势能和动能的具体数据,那就必须要知道重物的质量.二、实验步骤思考3:若第一个点为纸带刚开始下落时打下的,则该点与相邻点间距离满足h=gt2=×9.8×0.022m≈2×10-3 m=2 mm,因此纸带上的开始两个点间的距离接近2 mm时,则可判定第一个点即为纸带刚开始下落时打下的.三、数据处理与分析思考4:E k A+mgΔh=E k B通过本实验,我们可以得到的结论:E A和E B近似相等,从而验证机械能守恒.思考5:v B=做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度.探究讨论:(1)用v=这种方法是根据机械能守恒定律得到的,而我们的目的就是验证机械能守恒定律,所以不能用.(2)v=gt这种方法认为加速度为g,由于各种摩擦阻力不可避免,所以实际加速度必将小于g,这样将得到机械能增加的结论,有阻力作用机械能应该是减少的,故这种方法也不能用.四、例题分析[例1](1)P解析:与重物相连的纸带一端应该先打出点,先打出点的速度较小,从纸带图上可以看出是P点.(2)0.98m/s(3)0.49J0.48 J(4)>有机械能损失(5)在误差允许范围内,重物下落时机械能守恒[例2]EBCA[例3]0.9140.909课堂检测1.BD2.A3.C4.解析:(1)由v B=,ΔE k B=,ΔE p B=mgh OB得:v B=0.59m/s,ΔE k B≈0.17J,ΔE p B≈0.17J.在实验误差允许的范围内,重物动能的增加等于重物重力势能的减少.(2)由mv2=mgh,得v2=gh,所以h的图象应是一条过原点的倾斜的直线,直线斜率等于g,故C图正确.答案:(1)0.59m/s0.17J0.17J在实验误差允许的范围内,重物动能的增加等于重物重力势能的减少(2)C5.解析:(1)利用平均速度等于这段时间中点时刻的瞬时速度的公式,可求出v2=m/s=1.50m/s,v5=m/s≈2.08m/s.又2、5两点间距Δh=0.108m,所以重力势能的减少量ΔE p=mgΔh≈1.06m J,动能的增加量ΔE k=≈1.04m J,比较两值近似相等,可认为机械能守恒定律成立.(2)因为存在摩擦阻力和空气阻力.改进方法:可使重物质量大些,体积小些,纸带不宜过长.答案:(1)见解析(2)见解析。
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7.9 实验：验证机械能守恒定律
教学目标
一、知识与技能
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。
二、过程与方法
通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研
究方法。
三、情感、态度与价值观
通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实
践是检验真理的唯一标准”的科学观。
培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求
是的科学态度。
教学重点
1.验证机械能守恒定律的实验原理。
2.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
一、导入新课
通过上一节课的学习，我们知道机械能守恒定律及其表达式以及其在物理学中的重要地位。
一个规律的提出，不但要有理论的支持，还要由实验的验证，今天我们就设计实验，来验证机械能守恒定律。
二、新课教学
（一）实验方法
在图1中，质量为m的物体从O点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点A和B的机械能分别为：
E A =
A A mgh mv +221， E
B =B B mgh mv +22
1 如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有
E A =E B ，即
A A mgh mv +221=
B B mgh mv +2
2
1 上式亦可写成B A A B mgh mgh mv mv -=-2
22
121
该式左边表示物体由A 到B 过程中动能的增加，右边表示物体由A 到B 过程中重
力势能的减少。
等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。
为了方便，可以直接从开始下落的O 点至任意一点（如图1中A 点）来进行研究，这时应有：mgh mv A =2
2
1——本实验要验证的表达式，式中h 是物体从O 点下落至A 点的高度，v A 是物体在A 点的瞬时速度。
（二）实验中需要注意的问题
教师：请同学们看教材P79“要注意的问题”部分，思考一下问题： 1．重物选取的原则是什么？为什么？
2．本实验误差的主要来源是什么？怎样有效地减小误差？
3．为了利用重物下落的某个过程验证机械能守恒，如何恰当的选取重物下落的初末位置？
4．重物的质量是否需要测量？为什么？ 学生看书思考、讨论并回答：
1. 重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带和计时器之间的摩擦力，计时器平面不在竖直方向上，为减小误差，固定打点计时器时，计时器平面要竖直以利于减小纸带与计时器的摩擦力。
2. 实验用的纸带一般小于1 m ，从起始点开始大约能打出20个左右的计数点，终结位置的点可以选择倒数第一个点或者倒数第二个点，从这一个点向前数4~6个点当开始的点。
这样选取的目的是可以减小这两个点瞬时速度和两点之间的距离（高度h ）测量的误差。
一般情况下，打的第一个点作为起始点，这样测量和计算方便一些。
3. 不需要测量重物的质量，因为这个物理量在式子两边可以约掉。
（三）速度的测量和重物下落的高度的确定 1.速度的测量
根据做匀加速直线运动的物体在某一段时间t 内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A 点的瞬时速度v A 。
图2（见下页）是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。
从O 点开始依次取点1，2，3，图中s 1，s 2，s 3，……分别为0～2点，1～3点，2～4点…… 各段间的距离。
根据公式t
s
v =
，t =2×0.02 s （纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0.02s ），可求出各段的平均速度。
这些平均速度就等于是1，2，3，……各点相对应的瞬时速度v 1，v 2，v 3，……。
例如：量出0～2点间距离s 1，则在这段时间里的平均速度
t
s v 1
1
，这就是点1处的瞬时速度v 1。
依次类推可求出点2，3，……处的瞬时速度v 2，v 3，……。
2. 重物下落的高度的确定
图2中h 1，h 2，h 3，……分别为纸带从O 点下落的高度。
（四）实验步骤
1．把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生电源和打点计时器接好。
2．把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近。
3．接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重锤自由下落，打点计时器就在纸带上打出一系列的点。
4．重复上一步的过程，打三到五条纸带。
5．选择一条点迹清晰且第l 、2点间距离接近2 mm 的纸带，在起始点标上0，以后各点依次为1、2、3……用刻度尺测量对应下落的高度h 1、h 2、h 3……记录在表格中。
6．用公式v n =（h n +1-h n -1 ）/2t ，计算出各点的瞬时速度v 1、v 2、v 3……并记录在表格中。
（五）数据处理
1. 列表处理数据（见下页）
图
2
2. 图像处理
在验证机械能守恒定律时，如果以v 2／2为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据绘出的图线在误差允许的范围内如果是一条过原点的直线，就能验证机械能守恒定律。
（六）实验结论
在误差允许的范围内，验证了机械能守恒定律。
（七）误差分析
实际上，重物拖着纸带在下落过程中，受到阻力作用，机械能在不断减小，故有E B >E D 。
又因为在初始点时重物的机械能为0，所以有0>E B >E D ，21mv B 2-mgh B <0，2
2
1D mv - mgh D <0，说明重物在实际下落过程中，重力势能的减少量大于动能的增加量。
三、课堂小结
本节课主要学习了：
1.实验目的：用自由落体运动验证机械能守恒。
2.纸带的选取及重物速度的测量方法。
3.实验的误差来源及注意事项。
四、课堂练习
1．用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下面哪些测量工具是必需的（ ）。
A .天平
B .弹簧测力计
C .刻度尺
D .秒表 答案：C
2．在做验证机械能守恒定律实验时，以下说法正确的是（ ）。
A .选用重锤时，重的比轻的好
B .选用重锤时，密度大的比密度小的好
C .选用重锤后要称质量
D .重锤所受重力要远大于它所受的空气阻力和打点计时器对纸带的阻力 答案：D
3. 在做验证机械能守恒定律的实验中，下列物理量需要用工具测量的是（ ）；通过计算得到的是（ ）。
A .重锤的质量
B .重力加速度
C .重锤下落的高度
D .重锤下落的瞬时速度 答案：C ；D
4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样的结果会有（ ）。
A .2
12mgh mv = B .212mgh mv > C .212mgh mv
< D .以上都有可能 答案：B
5.关于“验证机械能守恒定律”的实验误差，下列说法正确的是（ ）。
A .重物的质量测量不准会产生误差 B .重物的质量大一些，有利于减小误差 C .重物的质量小一些，有利于减小误差
D .先释放重物，后接通电源会造成较大误差 答案：B
6.本实验中，若以22v 为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据绘出2
2v -h 图像应是 ，
才能验证机械能守恒；2
2
v -h 图像的斜率等于 的数值。
答案：一条过原点的倾斜直线；重力加速度
7. 在用落体法验证机械能守恒定律的实验中：所用重锤的质量m =1.0 kg ，打点计时器所用电源频率50 Hz ，打下的纸带如图所示（图中的数据为从起始点O 到该点的距离），则在打B 点时，重锤的速度v B = m ／s ，重锤的动能E k = J ，从开始下落到打B 点时，重锤的势能减小量是 J （取两位有效数字）。
答案：0.79；0.31；0.31
五、布置作业 书写实验报告。