验证机械能守恒定律教学设计
机械能守恒定律教学设计
篇一：机械能守恒定律教学设计《机械能守恒定律》教学设计【课题】机械能守恒定律【课型】新授课【课标解读】普通高中物理课程标准要求:通过实验,验证机械能守恒定律．理解机械能守恒定律．用机械能守恒定律分析有关问题．关键词是:实验、理解、分析问题．关于验证机械能守恒定律的验证过程可以放在下一课时进行．所以本节课在引入、实验探究、理论探究和实际应用等各环节都要充分利用生产和生活中的问题．为了让学生理解机械能守恒定律，要充分发挥学生的自主能动性，让学生自主推导定律，并总结出机械能守恒定律的条件，然后进行巩固练习．【高考考试说明】ⅱ级要求【学情分析】通过初中的学习学生已经知道什么叫机械能，机械能的构成因素．通过前几节内容的学习，学生在此前已经历了探究守恒量，重力势能的概念和弹性势能的表达式的学习，学生知道了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功将使弹性势能发生变化，合外力的功将引起物体动能的变化．学生对于初中阶段学过的一些定性的东西逐渐找到了定量方面的联系，对功能关系的认识加深了，也萌发了继续探究的兴趣．那么，在动能、重力势能和弹性势能都参与转化的过程中，情况又将如何呢？这是学生急待解决的问题，机械能守恒定律的建立也倒了水到渠成的时候了．【教材分析】《机械能守恒定律》是人教版高中物理（必修二）第七章《机械守恒定律能》第八节的内容．本章逻辑结构是：“追寻守恒量”从上位概念是为引入能量概念为目的，从下位概念是揭示机械能守恒，基于学生认知发展顺序，教材采取了不完全归纳的思维体系，第四节到第七节“重力势能”“探究弹性势能的表达式”“实验：探究功与速度的变化关系”“动能和动能定理”是关于功和能关系的具体讨论．重力势能的概念和弹性势能的表达式的学习，学生知道了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功将使弹性势能发生变化，合外力的功将引起物体动能的变化．该课节是对前面几节的综合．机械能守恒定律一节的内容与本章其他各节的内容有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环，机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上，而机械能守恒定律又是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况，守恒定律在物理学理论和实际应用中都十分重要．教学过程回顾已学知识，通过几个具体事例，先明确动能和势能的相互转化关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的理论探究，联系重力势能变化跟重力做功以及弹性势能变化跟弹力做功的关系的知识，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性．本节教学内容的重点是通过机械能守恒定律的推导知道机械能守恒定律的内涵，理解机械能守恒定律的条件，学会应用机械能守恒定律解决实际问题；而正确分析物体系统所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，以及定律的应用是学生学习中的难点．在教学设计时，力图通过生活和生产中的实例，展示相关情景，既激发学生的求知欲，又使学生体会到“物理就在我身边，身边处处有物理’，体现“从生活中学习物理，物理应用于生活”的理念．通过建立物理模型，由浅入深进行探究，让学生领会科学的研究方法，并通过规律的应用巩固知识，初步运用机械能守恒定律解释物理现象，体会自然界中的守恒规律和科学中的守恒思想，体会物理规律对生产和生活实践的作用，领悟运用机械能守恒定律解决问题的优越性，形成科学价值观．【不同版本比较】沪科版：必修二第四章《能量守恒与可持续发展》中的第二节《研究机械能守恒定律》，教材先介绍了机械能的概念，通过重锤下落分析论证机械能守恒定律，然后通过两个方案进行实验验证，然后应用机械能守恒定律分析生活中的一些问题．司南版：必修二第二章《能的转化与守恒》中的第三节《能量守恒定律》，教材先运用实验进行动能和重力势能的转化和守恒关系的探究，再通过自由落体运动进行理论推导，然后进行应用．人教版：人教版必修二第七章《机械能守恒定律》第八节《机械能守恒定律》，教材先通过生活实例分析了动能和势能的相互转化，再利用小球沿光滑曲面滑下的过程进行理论推导，然后解决一些实际问题．下一节再通过实验验证机械能守恒定律．与旧教材相比，过去是计算物体自由下落时的能量，从而得知机械能守恒，进而推广到普遍的机械能守恒定律．新教材重视理论联系实际，增加了许多生活中的实例，先定性地分析若干具体事例，猜测动能与势能在变化过程中的定量关系，然后定量计算物体只在重力作用下动能和势能各自的变化情况以及总机械能的不变性，最后得出机械能守恒的定量关系．综上所述，我认为人教版的安排更合理，因为在有理论推导的情况下，无论是探究性实验还是验证性实验，都很难在一个课时完成目标．另外在三个版本的教材中，都对机械能守恒定律的适用条件一带而过，而这恰是本节的难点，所以本节课在理论推导的过程中从不同情景来得到规律，进而得到适用条件，这对于学生全面理解和应用机械能定都是有利的．【教学目标】1．通过对生活中一些常见现象的观察与分析进一步明确机械能的各种形式，能够利用动能和势能之间的相互转化来分析一些现象产生的原因．2．能够利用动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系，通过自主与合作相结合的方式推导出机械能守恒定律的表达式，总结出机械能守恒的条件，并能利用精确的语言表述出机械能守恒定律的内容.3．能够运用机械能守恒定律分析生活中一些常见的物理现象，并能将其转化为简单的物理模型，领悟运用机械能守恒定律解决问题的优越性．4．通过理论推导和对生活中一些物理现象的分析,进一步体会功是能量转化的量度，能够从机械能有没有和其它形式的能发生相互转化的角度进一步理解机械能守恒．【教学重点、难点】1．通过物理现象的分析和机械能守恒定律的推导过程，能理解机械能守恒定律的内容和守恒的条件．2．会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析一些简单的实际问题．【评价目标】1．通过课堂引入的视频、演示实验等完成教学目标1；2．通过实验推导和理论推导的过程完成教学目标2；3．通过实际应用、目标3评价和课后作业等完成教学目标3；4．通过单摆的演示实验，理论推导的过程，实际应用、课堂引入、目标4评价等完成教学目标4．【教学方法】自主思考、合作探究、即时评价．【教学过程】【创设情境，导入新课】【目标1】通过对生活中一些常见现象的观察与分析进一步明确机械能的各种形式，能够利用动能和势能之间的相互转化来分析一些现象产生的原因．播放世界上最美的瀑布、全球最陡的过山车运动、何雯娜2008年奥运会蹦床决赛等视频,把学生引入相关情景并激发学生的兴趣．上述视频中，能量分别是怎样转化的？【温故知新】1．动能定理的内容和表达式是什么？2．重力所做的功与物体重力势能有什么关系？3．弹簧的弹力做的功与弹簧弹性势能有什么关系？4．在能量转化的过程中，功扮演着怎样的角色？动能、重力势能、弹性势能之间可以相互转化，具有密切的联系，我们把它统称为机械能．动能和势能的转化是否存在某种定量关系？请看下面的实验．【实验探究】如图所示的装置，悬挂摆球的铁架台上固定一只水平放置的横杆，实验时:调整横杆的高度使小球从不同位置摆动，观察小球摆动的情况．用一把直尺在p点挡住悬线，看看这种情况下小球所能达到的最大高度．分析：（1）分析小球在摆动过程中受力情况，各力做功情况．（2）在小球的摆动过程中能量如何转化？教师总结：实验中小球在摆动过程中通过重力做功，势能与动能互相转换．小球下降时：重力做正功，重力势能减少，动能增加；小球上升时：重力做负功，重力势能增加，动能减少．【设问】小球摆动过程中总能回到原来高度，好像“记得”自己原来的高度，说明什么?说明在摆动过程中有一个物理量是保持不变的，是什么呢？重力势能与动能的总和保持不变，也就是机械能保持不变．要想实现这一不变，前提条件是什么？下面我们从理论上研究一下，生活中很多的物理情景在忽略一些次要因素的时候，都可以简化为我们熟悉的物理模型．比如下落的物体在忽略空气阻力时可以简化成自由落体运动，高空滑雪运动员在飞翔时可以简化成平抛运动，滑雪运动员在倾斜的赛道上比赛时可以简化成沿光滑斜面的运动，极限运动员在u型赛道上比赛时可以简化成沿光滑曲面下滑的运动，还有在弹簧的作用下小球的运动也可以简化成如下运动．下面请大家根据学案中提供的物理情景以及简化的模型，完成学案表格中的问题．【理论探究】【目标2】能够利用动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系，通过自主与合作相结合的方式推导出机械能守恒定律的表达式，总结出机械能守恒的条件，并能利用精确的语言表述出机械能守恒定律的内容.1．创设情景，任意选两个位置，让学生分析受力和运动情况，机械能及相互转化情况,然后完成学案中的表格，请把过程写在表格中．（全班分成5个大组，每个小组完成一个情景）情景1.一个自由下落的物体，由a位置运动到b位置,可以得到以下能量关系:情景2. 滑雪运动员腾空飞跃建立模型：一个做平抛运动的物体，由a位置运动到b位置,可以得到以下能量关系:情景3. 滑雪运动员在倾斜赛道上的运动建立模型：一个沿光滑斜面下滑的物体，由a位置运动到b位置,可以得到以下能量关系:情景4. u型篇二：机械能守恒定律教学设计教学设计学校名称：《机械能守恒定律》教学设计1235篇三：机械能守恒定律教学设计《机械能守恒定律》教学设计一、教学三维目标：【知识与技能】1、知道机械能的概念，理解物体的动能和势能可以相互转化；2、理解机械能守恒定律的内容和守恒条件；1、通过实例分析，让学生体会能量的相互转化；2、通过定量计算，让学生感受机械能守恒是有条件的；3、通过机械能守恒条件的初步探究，让学生理解，做功和作用的区别；二、教学重点与难点：【教学重点】机械能守恒条件的教学【教学难点】机械能守恒定律的理论推导三、教学过程：（一）新课引入：实验1：（激疑）钢球用细绳悬起，请一同学靠近，将钢球拉至同学鼻子处释放，摆回时，观察该同学的反应，重锤为什么撞不到同学的鼻子？【提出课题】：机械能守恒定律本环节教学设计说明：（二）新课教学1、动能与势能之间可以相互转化引导学生分析通过重力或弹力做功可以实现动能和势能的相互转化。
第4节 机械能守恒定律 教学设计
第4节机械能守恒定律[学习目标]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．会正确推导物体在光滑曲面上运动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，并能应用机械能守恒定律解决简单问题．知识点1追寻守恒量能量：伽利略实验表明：小球在运动过程中，“有某一量是守恒的”，这个量就是能量．知识点2动能与势能的相互转化1．重力势能与动能：只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能减少，动能增加，重力势能转化成了动能；若重力做负功，则动能转化为重力势能．2．弹性势能与动能：只有弹簧弹力做功时，若弹力做正功，则弹簧弹性势能减少，物体的动能增加，弹性势能转化为动能．3．机械能：重力势能、弹性势能和动能的统称，表达式为E＝E k＋E p.[判一判]1．(1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化．()(2)弹性势能发生了改变，一定有弹力做功．()提示：(1)√(2)√[想一想]1．(1)在伽利略理想斜面实验中，小球在B上某点停下时的高度与出发时高度相同，好像“记得”自己的起始高度，怎样解释？(2)怎样解释下坡时速度越来越大？(3)怎样解释上坡时速度越来越小？提示：(1)“记得”是指“某个量是守恒的”，这个量叫能量．(2)把小球从桌面升高到起始点高度时，小球被赋予一种形式的能量——势能，小球释放后开始运动获得速度；到达桌面上，它在初始位置具有的势能已不存在，可理解为势能并未丢失，而是转化为另一种形式的能量——动能．(3)小球继续沿斜面B升高，速度减小，不断失去动能，但高度在增加，势能不断被“回收”，最后小球静止时，动能全部转化为势能，小球相对桌面的高度又达到它起始时的高度．知识点3机械能守恒定律1．内容：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．2．表达式：E k2＋E p2＝E k1＋E p1或E2＝E1 .[判一判]2．(1)机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用．()(2)合力为零，物体的机械能一定守恒．()(3)合力做功为零，物体的机械能保持不变．()(4)只有重力做功时，物体的机械能一定守恒．()提示：(1)×(2)×(3)×(4)√[想一想]2.在图中，如果物体从位置B沿固定的光滑曲面上升到位置A，重力做负功．这种情况下mgh1＋12m v21＝mgh2＋12m v22是否成立？提示：成立．物体从B到A，设重力做功为W(W<0)则由动能定理：W＝12m v21－12m v22由重力做功与重力势能变化关系：W＝mg(h2－h1)比较两式有：mgh1＋12m v21＝mgh2＋12m v22即初、末态的动能与重力势能之和不变．1．(动能与势能的相互转化)如图所示，某同学在离地面高度为h1处沿与水平方向成θ夹角抛出一质量为m的小球，小球运动到最高点时离地面高度为h2.若该同学抛出小球时对它做功为W，重力加速度为g，不计空气阻力．则下列说法正确的是()A．小球抛出时的初动能为W＋mgh1B．小球在最高点的动能为W＋mgh1－mgh2C．小球落到地面前瞬间的动能为W＋mgh2D．小球落到地面时的机械能与抛出时的角度θ有关解析：选B.对于抛球的过程，根据动能定理可得，抛出时初动能为W，故A 错误；从开始抛球到球到最高点的过程，由动能定理得：小球在最高点的动能为W＋mgh1－mgh2，故B正确；小球在落到地面前瞬间的动能为W＋mgh1，故C 错误；小球在落到地面前过程中机械能守恒，与抛出时的角度θ无关，故D错误．2．(对机械能守恒的理解)物体做下列几种运动，其中物体的机械能守恒的是()A．平抛运动B．竖直方向上做匀速直线运动C．水平方向上做匀变速直线运动D．竖直平面内做匀速圆周运动解析：选A.平抛运动的物体只受到重力的作用，所以机械能守恒，故A正确；物体在竖直方向做匀速直线运动，说明物体受力平衡，除了重力之外还有其他的外力的作用，并且其他的外力对物体做功，所以机械能不守恒，故B错误；水平方向上做匀变速直线运动，动能变化，重力势能不变，所以机械能也变化，故C错误；竖直平面内做匀速圆周运动，速度的大小不变，动能不变，但是物体的高度变化，即重力势能发生变化，所以物体的机械能不守恒，故D错误．3．(机械能守恒定律的应用)如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h.若将小球A换为质量为2m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则小球B下降h时的速度为()A.2ghB.ghC. gh2D．0解析：选B.对弹簧和小球A，根据机械能守恒定律得小球A下降h高度时弹簧的弹性势能E p＝mgh；对弹簧和小球B，当小球B下降h高度时，根据机械能守恒定律有E p＋12×2m v2＝2mgh；解得小球B下降h时的速度v＝gh，故B正确．探究一对机械能守恒条件的理解【情景导入】大型游乐场中的翻滚过山车在关闭发动机的情况下由高处飞奔而下．若忽略过山车受到的摩擦力和空气阻力．(1)过山车受哪些力作用？各做什么功？(2)过山车下滑时，动能和势能怎样变化？两种能的和怎样变化？(3)过山车下滑时机械能守恒吗？提示：(1)过山车受重力和轨道的弹力作用，重力做正功，弹力不做功．(2)过山车的重力势能转化为动能，二者之和保持不变．(3)该过程过山车的机械能守恒．1．对机械能守恒条件的理解(1)物体只受重力，只发生动能和重力势能的相互转化，如自由落体运动、抛体运动等．(2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化．如在光滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒．(3)物体既受重力，又受弹力，重力和弹力都做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化，如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒．(4)除受重力或弹力外，还受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零．如物体在沿斜面向下的拉力F的作用下沿斜面向下运动，其拉力的大小与摩擦力的大小相等，在此运动过程中，其机械能守恒．2．判断机械能是否守恒的方法定义判断(直接判断)若物体动能、势能均不变，机械能不变．若一个物体动能不变、重力势能变化，或重力势能不变、动能变化或动能和重力势能同时增大(或减小)，其机械能一定变化做功判断若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒能量转化判断若物体或系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体或系统机械能守恒【例1】以下四种情境中，物体a机械能守恒的是(不计空气阻力)()[解析]物块a在沿固定斜面匀速下滑和沿粗糙的圆弧面加速下滑过程中都受到摩擦力作用，有内能的产生，物块a的机械能不守恒，故A、B错误；摆球a由静止释放，自由摆动过程中只有重力做功，摆球a的动能和重力势能相互转化，机械能守恒，故C正确；小球a由静止释放至运动到最低点的过程中，小球a和弹簧组成的系统机械能守恒，小球a的机械能不守恒，故D错误．[答案] C【例2】(多选)如图所示，一轻弹簧的一端固定于O点，另一端系一小球，将小球从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，则在小球由A点摆向最低点B的过程中()A．小球的机械能守恒B．弹簧的弹性势能增加C．弹簧和小球组成的系统机械能守恒D．小球的机械能减少[解析]由于弹簧弹力对小球做负功，小球的机械能减少，A错误，D正确；由于弹簧被拉长，弹簧的弹性势能增大，B正确；由A到B的过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，即弹簧与小球的总机械能守恒，C正确．[答案]BCD[针对训练1]木块静止挂在绳子下端，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到一定高度，如图所示．从子弹开始射入到共同上摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是()A．子弹的机械能守恒B．木块的机械能守恒C．子弹和木块总机械能守恒D．子弹和木块上摆过程中机械能守恒解析：选 D.子弹射入木块过程，系统中摩擦力做负功，机械能减少；而共同上摆过程，系统只有重力做功，机械能守恒．综上所述，整个过程机械能减少，减少部分等于克服摩擦力做功产生的热量．[针对训练2](多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B．乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落、B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒解析：选CD.甲图中重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，但弹簧的弹性势能增加，A的机械能减少，A错误；B物体下滑，B对A的弹力做功，A的动能增加，B的机械能减少，B错误；丙图中A、B组成的系统只有重力做功，机械能守恒，C正确；丁图中小球受重力和拉力作用，但都不做功，小球动能不变，机械能守恒，D正确．探究二机械能守恒定律的应用【情景导入】如图所示的摆球实验中：(1)当小球自A由静止释放运动到C的过程中，小球高度不断减小，而速度不断增大，说明了什么？(2)当小球由C运动到B的过程中，小球高度不断升高，而速度不断减小，说明了什么？(3)在D处加一钉子，小球仍由A摆下，为什么会重新回到原来的高度，说明了什么？提示：(1)小球由A到C的过程中，势能减少，动能增加，小球的势能转化为动能．(2)小球由C到B的过程中，动能减少，势能增加，小球的动能转化为势能．(3)小球重新回到原高度，说明小球在运动过程中机械能守恒．1．机械能守恒定律的不同表达式表达式物理意义守恒角度E k1＋E p1＝E k2＋E p2或E初＝E末初状态的机械能等于末状态的机械能转化角度E k2－E k1＝E p1－E p2或ΔE k ＝－ΔE p 过程中动能的增加量等于势能的减少量 转移角度 E A2－E A1＝E B1－E B2或ΔE A ＝－ΔE B 系统只有A 、B 两物体时，A 增加的机械能等于B 减少的机械能(不用选择参考平面)2.应用机械能守恒定律解题的步骤【例3】 荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动．若秋千绳的长度l ＝2 m ，荡到最高点时秋千绳与竖直方向的夹角θ＝60°.取重力加速度g ＝9.8 m/s 2，求荡到最低点时秋千的速度大小．(忽略阻力及秋千绳的质量，且人在秋千上的姿势可视为不变)[解析] 以人和秋千座椅组成的系统为研究对象并将其视为质点，受力分析如图所示．选择秋千在最低位置时的水平面为参考平面．设秋千荡到最高点A 处为初状态，在最低点B 处为末状态．已知l ＝2 m ，θ＝60°.初动能E k1＝0，此时重力势能E p1＝mgl (1－cos θ)末动能E k2＝12m v 2，此时重力势能E p2＝0根据机械能守恒定律有E k2＋E p2＝E k1＋E p1即12m v 2＝mgl (1－cos θ)所以v ＝2gl （1－cos θ）＝2×9.8×2×（1－cos 60°） m/s ≈4.4 m/s.[答案] 4.4 m/s【例4】 如图，可视为质点的小球A 、B 用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R 的光滑圆柱，A 的质量为B 的两倍．当B 位于地面时，A 恰与圆柱轴心等高．将A 由静止释放，B 上升的最大高度是( )A ．2RB.5R 3C.4R 3D.2R 3[解析] 运用机械能守恒定律：当A 下落到地面前，对A 、B 整体有：2mgR－mgR ＝12×2m v 2＋12m v 2，A 落地后，对B 球有12m v 2＝mgh ，联立以上两式解得h ＝R 3，即A 落地后B 还能再升高R 3，上升的最大高度为43R ，故C 正确，A 、B 、D 错误．[答案] C【例5】 如图所示，质量m ＝2 kg 的小球用长L ＝1.05 m 的轻质细绳悬挂在距水平地面高H ＝6.05 m 的O 点．现将细绳拉直至水平状态，自A 点无初速度释放小球，运动至悬点O 的正下方B 点时细绳恰好断裂，接着小球做平抛运动，落至水平地面上C 点．不计空气阻力，重力加速度g 取10 m/s 2.求：(1)细绳能承受的最大拉力；(2)细绳断裂后小球在空中运动所用的时间；(3)小球落地瞬间速度的大小．[解析] (1)根据机械能守恒定律有mgL ＝12m v 2B由牛顿第二定律得F －mg ＝m v 2B L故最大拉力F＝3mg＝60 N.(2)细绳断裂后，小球做平抛运动，且H－L＝12gt2故t＝2（H－L）g＝2×（6.05－1.05）10s＝1 s.(3)整个过程，小球的机械能不变，故mgH＝12m v2C所以v C＝2gH＝2×10×6.05 m/s＝11 m/s.[答案](1)60 N(2)1 s(3)11 m/s[针对训练3]将质量为m的物体以初速度v0＝10 m/s竖直向上抛出，忽略空气阻力，g取10 m/s2，则：(1)物体上升的最大高度是多少？(2)上升过程中，何处重力势能与动能相等？解析：(1)物体上升的过程中机械能守恒，则有mgh max＝12m v2解得h max＝5 m.(2)设物体在h高处，物体的重力势能与动能相等，即mgh＝E k①又由机械能守恒定律得mgh＋E k＝12m v2②联立①②式解得h＝v204g＝1024×10m＝2.5 m.答案：(1)5 m(2)2.5 m[针对训练4]如图所示，质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l后以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上．已知l＝1.4 m，v＝3.0 m/s，m＝0.10 kg，物块与桌面间的动摩擦因数μ＝0.25，桌面高h＝0.45 m．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s ；(2)小物块落地时的动能E k ；(3)小物块的初速度大小v 0.解析：(1)小物块飞离桌面后做平抛运动，根据平抛运动规律，有竖直方向：h ＝12gt 2水平方向：s ＝v t解得水平距离s ＝v 2h g ＝0.90 m.(2)小物块从飞离桌面到落地的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律可得小物块落地时的动能为E k ＝12m v 2＋mgh ＝0.90 J.(3)小物块在桌面上运动的过程中，根据动能定理，有－μmg ·l ＝12m v 2－12m v 20解得小物块的初速度大小v 0＝2μgl ＋v 2＝4.0 m/s.答案：(1)0.90 m (2)0.90 J (3)4.0 m/s[A 级——合格考达标练]1．如图所示，下列说法正确的是(所有情况均不计摩擦、空气阻力以及滑轮质量)( )A ．甲图中，火箭升空的过程中，若匀速升空则机械能守恒，若加速升空则机械能不守恒B ．乙图中，物块在外力F 的作用下匀速上滑，物体的机械能守恒C．丙图中，物块A以一定的初速度将弹簧压缩的过程中，物块A的机械能守恒D．丁图中，物块A加速下落、物块B加速上升的过程中，A、B系统机械能守恒解析：选 D.甲图中，不论是匀速还是加速，由于推力对火箭做功，火箭的机械能都不守恒，是增加的，故A错误；乙图中，物块匀速上滑，动能不变，重力势能增加，则机械能必定增加，故B错误；丙图中，在物块A压缩弹簧的过程中，弹簧和物块A组成的系统只有重力和弹力做功，系统机械能守恒，由于弹性势能增加，则A的机械能减小，故C错误；丁图中，对A、B组成的系统，不计空气阻力，只有重力做功，则A、B组成的系统机械能守恒，故D正确．2．(多选)下列关于机械能守恒的判断正确的是()A．拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升时，物体的机械能守恒B．如果忽略空气阻力作用，物体做竖直上抛运动时，机械能守恒C．一个物理过程中，当重力和弹力以外的力做了功时，机械能不再守恒D．合外力对物体做功为零时，物体机械能一定守恒解析：选BC.拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升时，动能不变，势能增大，故机械能增大，故A错误；物体做竖直上抛运动时，只有重力做功，故机械能守恒，故B正确；机械能守恒的条件是除重力和弹力以外的力做功的代数和为零，或者不做功，当重力和弹力以外的力做了功时，物体的机械能不守恒，故C正确；合外力对物体做功为零时，物体机械能不一定守恒，如在拉力作用下竖直向上的匀速运动，物体机械能不守恒，故D错误．3．如图所示，一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动，记住它向右能够达到的最大高度，然后用一把直尺在P点挡住悬线，继续观察之后小球的摆动情况并分析，下列结论正确的是()A．在P点放置直尺后，悬线向右摆动的最大高度明显低于没放直尺时到达的高度B．在P点放置直尺后，悬线向右摆动的最大高度明显高于没放直尺时到达的高度C．悬线在P点与直尺碰撞前、后的瞬间相比，小球速度变大D．悬线在P点与直尺碰撞前、后的瞬间相比，小球加速度变大解析：选D.小球从A点开始摆动，在P点挡住摆线后，小球能继续运动，在整个过程中机械能的总量保持不变，机械能是守恒的，小球能上升到原来的高度，故A、B错误；小球到达最低点时水平方向不受力，则悬线在P点与直尺碰撞前、后的瞬间相比，小球速度大小不变，而半径变小，根据a＝v2r可知，小球加速度变大，故C错误，D正确．4．把小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示．迅速松手后，球升高至最高位置C(图丙)，途中经过位置B时弹簧正处于原长(图乙)．松手后，小球从A到B再到C的过程中，忽略弹簧的质量和空气阻力，下列分析正确的是()A．小球处于A位置时小球的机械能最小B．小球处于B位置时小球的机械能最小C．小球处于C位置时小球的机械能最小D．小球处于A、B、C三个位置时小球的机械能一样大解析：选 A.对于系统而言，只有重力和弹簧弹力做功，动能、重力势能、弹性势能相互转化，系统机械能守恒，所以小球处于A、B、C三个位置时系统机械能一样大；而对于小球而言，在A到B的过程中，弹簧对小球做正功，弹簧弹性势能减小，故小球机械能增加，B到C过程中小球只有重力做功，小球机械能不变，所以小球在A位置机械能最小，B、C位置小球机械能一样大，故A 正确．5.(多选)如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，取地面为参考平面，则( )A ．重力对两物体做功相同B ．重力的平均功率P A < P BC ．到达底端时重力的瞬时功率相同D ．到达底端时两物体的机械能不相同解析：选AB.重力做功为：W ＝mgh ，由于m 、g 、h 都相同，则重力做功相同，故A 正确；A 沿斜面向下做匀加速直线运动，B 做自由落体运动，A 的运动时间大于B 的运动时间，重力做功相同，由P －＝W t 可知，P A < P B ，故B 正确；由机械能守恒定律可知，mgh ＝12m v 2，得v ＝2gh ，则知到达底端时两物体的速度大小相等，到达底端时A 重力的瞬时功率 P A ＝mg v sin θ，B 重力的瞬时功率 P B ＝mg v ，所以P A ＜P B ，故C 错误；两物体运动过程中只有重力做功，机械能守恒，两物体初态机械能相同，则到达底端时两物体的机械能相同，故D 错误．[B 级——等级考增分练]6．如图，初速度大小相同的A 、B 、C 三个物体在同一水平面上，A 做竖直上抛，B 做斜上抛，抛射角为θ，C沿斜面上滑(斜面光滑，倾斜角也为θ，足够长)，摩擦和空气阻力都略去不计，如用h A 、h B 、h C 分别表示它们各自上升的最大高度．则( )A ．h A ＝h C ＞h BB ．h A ＝h B ＝hC C ．h B ＞h C ＝h AD ．h A ＞h B ＞h C解析：选A.对于A 、C 两个球，达到最高点时，A 、C 两个球的速度均为零，物体的动能全部转化为重力势能，所以A 、C 的最大高度相同，D 错误；对于B 球来说，由于B 是斜抛运动，在水平方向上有一个速度，这个分速度的动能不会转化成物体的重力势能，所以B 球在最高点时的重力势能要比A 、C 两球的小，所以高度要比A 、C 两球的高度小，A 正确，B 、C 错误．7．(多选)两个质量不同的小铁块A 和B ，分别从高度相同的都是光滑的斜面和圆弧面的顶点滑向底部，如图所示．如果它们的初速度都为0，则下列说法正确的是( )A ．下滑过程中重力所做的功相等B ．它们到达底部时动能相等C ．它们到达底部时速率相等D ．它们在最高点时的机械能和它们到达最低点时的机械能大小各自相等 解析：选CD.小铁块A 和B 在下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，则由mgH ＝12m v 2，得v ＝2gH ，所以A 和B 到达底部时速率相等，故C 、D 正确；由于A 和B 的质量不同，所以下滑过程中重力所做的功不相等，到达底部时的动能也不相等，故A 、B 错误．8.(2022·吉林实验中学高一期末)如图所示，小球从静止开始沿光滑曲面轨道AB 滑下，从B 端水平飞出，撞击到一个与地面呈θ＝37°的斜面上，撞击点为C .已知斜面上端与曲面末端B 相连．若AB 的高度差为h ，BC 间的高度差为H ，则h 与H的比值等于(不计空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)( )A.34B.43C.49D.94解析：选C.小球下滑过程中机械能守恒，则有mgh ＝12m v 2B ，解得v B ＝2gh ，到达B 点后小球做平抛运动，在竖直方向有H ＝12gt 2，水平方向x ＝v B t ，根据几何关系有tan 37°＝H x ，解得h H ＝49，故C 正确，A 、B 、D 错误．9.(多选)(2022·青海天峻县教育研究室期末)如图所示，长为L 的细绳一端固定在O 点，另一端拴住一个小球．在O 点的正下方与O 点相距2L 3的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子A.把球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，当细绳碰到钉子后的瞬间(细绳没有断)，下列说法正确的是( )A ．小球的向心加速度突然增大到原来的3倍B ．小球的线速度突然增大到原来的3倍C ．小球的角速度突然增大到原来的3倍D ．细绳对小球的拉力突然增大到原来的1.5倍解析：选AC.根据m v 2r ＝ma ，可知半径变为原来的13，向心加速度突然增大到原来的3倍，故A 正确；小球摆下后由机械能守恒定律可知mgL ＝12m v 2，因小球下降的高度相同，故小球到达最低点时的线速度相同，故B 错误；由于半径变为原来的13，根据v ＝rω可得，小球的角速度突然增大到原来的3倍，故C正确；在最低点有F －mg ＝m v 2r ，可得F ＝mg ＋m v 2r ＝mg ＋2mgL r ，半径改变前F＝3mg ，半径变为原来的13后，F ′＝7mg ，则拉力变为原来的73倍，故D 错误．10．(2022·西安中学高一期中)如图所示，弯曲斜面与半径为R 的竖直半圆组成光滑轨道，一个质量为m 的小球从高度为4R 的A 点由静止释放，经过半圆的最高点D 后做平抛运动落在水平面的E 点，忽略空气阻力(重力加速度为g )，求：(1)小球在D 点时的速度大小v D ；(2)小球落地点E 离半圆轨道最低点B 的位移x 的大小；(3)小球经过半圆轨道的C 点(C 点与圆心O 在同一水平面)时对轨道的压力大小．解析：(1)小球从A 到D ，根据机械能守恒定律可得mg (4R －2R )＝12m v 2D ，整理可以得到v D ＝2 gR .(2)小球离开D 点后做平抛运动，根据平抛运动规律可以得到水平方向有：x ＝v D t竖直方向有：2R ＝12gt 2整理可以得到x ＝4R .(3)从A 到C ，根据机械能守恒定律得mg (4R －R )＝12m v 2C在C 点，根据牛顿第二定律N ＝m v 2C R整理可以得到N ＝6mg由牛顿第三定律可知，小球经过半圆轨道的C 点时对轨道的压力大小为6mg . 答案：(1)2gR (2)4R (3)6mg。
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。
实验验证机械能守恒定律公开课教案
实验：验证机械能守恒定律 （公开课教案）授课时间：2012年6月5日授课人：宋大荣●实验目的和原理该实验的目的是验证物体只有重力做功时，机械能守恒.当物体做自由落体运动时,只有重力做功,增加的动能应等于减少的重力势能,即验证|ΔE k |=|ΔE p |.mgh mv =221 ●实验装置及要求实验装置如图6-5-1所示，因实验中要测重锤下落的高度h 和下落过程中的速度v ,故采用“留迹法”记录下重锤下落过程中的各个位置，打点计时器、纸带等装置作用即在此,因该实验中比较的是重锤自由落下一定高度时的ΔE k 和ΔE p 的大小关系,因而需要记下重锤下落的初始位置.实验时先用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器的地方,然后给打点计时器接通电源,待振动稳定时再放开纸带.●数据处理为使实验原理更简单,让振针打第一个计数点的初速度为零，须挑选纸带上第一、二两点间的距离接近2 mm,使0212-=∆mv E K ,在纸带上记下该点的位置O ，并在纸带上从离位置O 较远处开始依次选取几个连续的点1、2、3……并用刻度尺依次测出各点到位置O 的距离.如图所示，这些距离就是重锤从静止开始运动到点1、2、3……时下落的高度h 1、h 2、h 3……利用匀变速直线运动的物体中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度求出各点对应的重锤速度Th h v n n n 211-+-=，比较重锤下落各不同高度时增加的动能 mv n 2和减少的重力势能mgh n 是否相等，从而验证机械能是否守恒.●误差分析 因重锤自由下落时忽略阻力作用，所以在实验中应尽量减小由于纸带的阻力产生的系统误差.实验中，应选用密度较大些的重锤以减小空气对纸带的阻力，打点计时器应竖直架稳固定,纸带竖直拿高以减小限位孔对纸带的阻力，复写纸应放在纸带的上面使振针间接接触纸带,以减小振针对纸带的阻力，有条件的最好选用电火花计时器.另外g 要取当地的重力加速度，若未指明,则g 取9.8 m/s 2.由于测量长度带来的是偶然误差，减小该误差的办法是在测量下落高度时，一是选取的各计数点要离起始点O 远些，可减小由于测物体下落高度h 带来的相对误差；二是多测几次取平均值.●注意事项1.由于n n mgh mv =221 式中都含有m ，因此本实验中不需要测重锤的质量m . 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，以保证第一个点是一个清晰的小点.3.因重物自由下落时的加速度较大，每两个计数点间的时间间隔不一定取连打5个点的时间间隔为计时单位.●重点、难点、疑点剖析【例1】 在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50 Hz ，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量各计数点对应刻度尺上的读数如图所示.(图中O 点是打点计时器打出的第一个点，A 、B 、C 、D 、E 分别是每打两个点取出的计数点)根据纸带要求计算：(1)若重锤的质量为m ，则重锤从开始下落到打B 点时，减少的重力势能是多少?(2)重锤下落到打B 点时增加的动能为多大?(3)从上述数据可得出什么结论?解析:(1)重锤从开始下落到打B 点时减少的重力势能为：ΔE p 减=mgh =mg OB =9.8×0.195 0m J=1.911m J.(2)重锤下落到打B 点时的速度为v B =(S AB +S BC )/2T =(0.280 5-0.125 0)/(2×0.04) m/s=1.943 8 m/s则物体从开始下落到打B 点增加的动能为ΔE k 增=mv B 2/2=(1.943 8)2m /2 J= 1.889m J.(3)在实验误差允许的范围内重锤重力势能的减少量等于其动能的增加量，故重锤机械能守恒. 归纳:重锤减少的重力势能略大于其增加的动能的原因是：重锤在下落时要受到阻力的作用(打点计时器对纸带的摩擦阻力,空气阻力等),重锤克服阻力做功要损失一部分机械能.●变式实验【例2】 利用如图6-5-4所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，按正确的实验操作得到几条纸带.一位同学选取了一条头两点间的距离明显小于2mm 的纸带进行标点（标出0、1、2、3……各实际点迹），测出各点与0点的高度差h 1、h 2、h 3……那么能否用它正确计算比较点n 位置处的动能与重力势能的对应关系（n ＝2,3，4……），即能否验证n n mgh mv =221？为什么？若不能验证，则应如何改进？解析:实验时先接通电源,在纸带上记下初始位置，然后放开纸带.最理想的情况是在振针刚好打在纸带上的一瞬间释放纸带，纸带上的头两点的间隔就是自由落体在第一个0.02 s 内下落的位移，即mm mm gt h 296.12121≈==，但这种情况很少，通常是在振针两次敲击纸带之间的某个时刻松手，虽重锤做自由落体，但头两点间的距离h 1所经历的时间小于0.02 s ，所以h 1＜2 mm ，即等效为振针打首点的速度不为零，不能验证n n mgh mv =221。
机械能守恒定律教学设计
机械能守恒定律教学设计一、教学目标1.了解机械能守恒定律的基本含义和表达式；3.掌握机械能守恒定律的计算方法；4.培养学生应用机械能守恒定律解决实际问题的能力。
二、教学过程1.导入为了更好地引出机械能守恒定律，教师可以通过实验或者小故事等方式，让学生认识到物体在不同高度的情况下所具有的不同的势能和动能，以此引入机械能守恒定律。
2.教学内容机械能守恒定律是指，在物体只受重力和弹力等保守力作用下的运动中，机械能守恒。
具体表达式为：E=E1+E2其中E表示系统的机械能，E1表示系统的势能，E2表示系统的动能。
2.2 机械能守恒定律的应用在教授机械能守恒定律的应用时，教师可以通过不同的情境引导学生思考，如井口抛物、滑坡运动等，让学生理解机械能守恒定律的应用过程，从而更好地掌握计算方法。
3.课堂练习为了更好地巩固机械能守恒定律的概念和方法，教师可以根据学生的实际情况设计一些课堂练习，如选择题、计算题等，帮助学生更好地掌握机械能守恒定律。
4.课堂总结教师可以通过让学生对今天的学习内容进行归纳总结，提醒学生注意机械能守恒定律的应用要点，以及常见错误。
三、教学方法1.板书法：通过板书的方式，将机械能守恒定律的相关内容、公式等简要记录，便于学生在课后回顾与复习。
2.案例分析法：通过案例分析的方式，让学生了解机械能守恒定律的应用过程，帮助学生更好地掌握计算方法。
3.问答法：在课堂上，通过提问的方式激发学生的思考，引导学生思考机械能守恒定律的应用，并指导学生掌握解题技巧。
四、教学评价1.引导学生自觉参与教学活动，积极思考，独立掌握机械能守恒定律的概念和应用过程。
2.通过课堂练习，帮助学生查漏补缺，拓展知识面。
3.通过提问的方式，检验学生的掌握情况，及时纠正错误认识。
4.通过听取小组讨论的结果，了解学生的学习情况，及时调整教学方法和内容，提高教学质量。
机械能守恒定律教案
机械能守恒定律优秀教案一、教学目标1. 让学生理解机械能的概念，掌握机械能的计算方法。
2. 引导学生了解机械能守恒定律的内容，理解守恒的条件和意义。
3. 通过实例分析，让学生能够运用机械能守恒定律解决实际问题。
二、教学内容1. 机械能的概念：动能和势能。
2. 机械能的计算方法：动能公式KE=1/2mv^2，势能公式PE=mgh。
3. 机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的系统中，系统的总机械能（动能加势能）保持不变。
4. 守恒的条件：只有重力或弹力做功，系统不受外力或外力做功为零。
5. 守恒的意义：能量不能创造也不能消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
三、教学重点与难点1. 重点：机械能守恒定律的内容及其应用。
2. 难点：机械能守恒定律的判断和应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生思考和探索机械能守恒定律。
2. 通过实例分析和讨论，培养学生的分析和解决问题的能力。
3. 利用多媒体教学，生动展示机械能的转化过程。
五、教学过程1. 导入：通过展示一个简单的机械能转化的例子，如摆钟的上下运动，引发学生对机械能的思考。
2. 讲解：介绍机械能的概念和计算方法，讲解机械能守恒定律的内容和条件。
3. 实例分析：分析一些常见的机械能守恒问题，如抛体运动、滑块下滑等，引导学生运用守恒定律解决问题。
4. 练习：布置一些练习题，让学生运用机械能守恒定律进行解答。
6. 作业布置：布置一些相关的作业，巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问学生，了解他们对机械能守恒定律的理解程度。
2. 练习题解答：检查学生对实例分析和练习题的解答情况，评估他们的应用能力。
3. 课后作业：评估学生作业的完成质量，检查他们对课堂所学知识的掌握情况。
七、教学拓展1. 机械能与其他能量形式的关系：引导学生思考机械能与其他能量形式（如热能、电能等）之间的关系。
2. 能量守恒定律：介绍能量守恒定律的内容，引导学生理解各种能量形式之间的转化关系。
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：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《实验：验证机械能守恒定律》教学设计本实验属验证性学生实验，实验目的是利用重物的自由下落验证机械能守恒定律，要掌握实验方法和技巧、实验数据的采集与处理，分析实验误差，从而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认识，深化对机械能守恒定律的理解。
教材中介绍了测量瞬时速度的更为简单而准确的方法，要明白其道理。
然而作为教者，却不能生硬对教材“惟命是从”，实际操作中可对装置中计时器的安装稍作改进──降低计时器高度，这样一来虽然纸带的利用率降低，但其有效长度的利用仍然是足够的。
【教学目标】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。
【教学重点】验证机械能守恒定律的实验原理。
【教学难点】速运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度”)。
二、实验步骤1.按图安装实验器材，电源接学生电源，并将输出电压调至4~6V交流。
接通电源前，用手提升纸带至重锤靠近打点计时器处。
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、二点距离接近2mm的纸带进行测量。
先将第一点记为O点，然后在纸带上任取5个连续的点(或间隔点数相同的点)1.2.3.4.5 ，如下图所示。
5.验证O点到2点过程机械能守恒的方程为：mgh2 =m，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，试验就是成功的。
同理，可以验证O点到3点过程、O点到4点过程的机械能是否守恒。
6.拆下器材，放回原处。
三、数据处理&分析好，依据刚才的实验，我们采集整理以下信息：数据序号下落高度hn（m）瞬时速度vn（m/s）减少的重力势能mghn（J）增加的动能m（J）12345实验结论：在实验误差允许的范围内，重锤减少的重力势能增加的动能，所以，总的机械能是。
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。
《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》教学设计本实验属验证性学生实验，实验目的是利用重物的自由下落验证机械能守恒定律，要掌握实验方法和技巧、实验数据的采集与处理，分析实验误差，从而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认识，深化对机械能守恒定律的理解。
教材中介绍了测量瞬时速度的更为简单而准确的方法，要明白其道理。
然而作为教者，却不能生硬对教材“惟命是从”，实际操作中可对装置中计时器的安装稍作改进──降低计时器高度，这样一来虽然纸带的利用率降低，但其有效长度的利用仍然是足够的。
【教学目标】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。
【教学重点】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。
【教学方法】探究、讲授、讨论、学生分组实验、练习。
【教学手段】多媒体教学。
【教学用具】多媒体课件(配套设备)、电火花计时器、重物(质量300g±3g)、纸带、铁架台、烧瓶夹、电源。
【教学过程】●复习&引入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。
一、实验介绍1.实验目的：验证机械能守恒定律。
2.实验原理：本实验验证极其简单情形下的机械能守恒──自由落体运动。
而且，针对的是及其特殊的过程──从释放点到某位置。
计量重力势能的改变时，只要测量出过程越过的高度，结合当地的重力加速度即可。
计量动能改变时，启用了打点计时器──根据打出的纸带求末状态的瞬时速度(依据“匀变速运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度”)。
二、实验步骤1.按图安装实验器材，电源接学生电源，并将输出电压调至4~6V交流。
教学设计验证机械能守恒定律
教学设计验证机械能守恒定律引言：机械能守恒定律是物理学中重要的守恒定律之一，它指出在一个孤立系统中，机械能的总量保持不变。
通过教学设计和实验，可以帮助学生理解和验证这一定律的实际应用。
本文将介绍一种教学设计，以验证机械能守恒定律为主题。
实验目的：通过实验验证机械能守恒定律。
实验材料：1. 不可拉伸的弹簧绳；2. 两个距离调节器；3. 一副质量块；4. 洞孔座；5. 测量工具：卷尺、天平和秒表。
实验步骤：1. 将洞孔座固定在平整的桌面上。
2. 将一个距离调节器固定在洞孔座上，并将弹簧绳通过调节器固定。
3. 将另一个距离调节器固定在弹簧绳的另一侧。
4. 将质量块挂在弹簧绳的下端。
5. 测量弹簧绳的伸长量（使用卷尺）和质量块的质量（使用天平）。
6. 记录实验数据并计算机械能的初始值。
7. 用手将质量块拉向一侧，使其达到一定高度。
8. 松开质量块，观察其运动情况并记录落地时间。
9. 重复步骤7和8多次，记录所有数据。
实验数据：实验数据的记录和计算应根据具体实验结果进行，包括弹簧伸长量、质量块质量、质量块的落地时间等。
实验结果：通过计算机械能的初始值和最终值，可以判断机械能守恒定律是否成立。
在理想情况下，初始机械能的值应该等于最终机械能的值。
实验讨论：1. 实验中是否存在能量损耗？如果存在，如何计算和考虑这部分能量损耗？2. 实验中存在哪些误差？如何减小这些误差的影响？3. 实验结果是否满足机械能守恒定律的要求？如果不满足，可能的原因是什么？实验结论：通过本实验的设计和数据的记录与分析，可以验证机械能守恒定律并得出结论。
教学建议：1. 在进行实验前，可以通过理论讲解和示意图等方式向学生介绍机械能守恒定律的原理和应用。
2. 强调实验的准确性和数据的重要性，鼓励学生认真记录实验数据并进行准确的计算。
3. 鼓励学生进行实验讨论和思考，引导他们探索能量损耗和误差问题，并提出解决方案。
4. 结合实验结果进行讲解和总结，帮助学生更好地理解机械能守恒定律的应用。
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。
机械能守恒定律教案
机械能守恒定律优秀教案一、教学目标1. 让学生理解机械能的概念，掌握机械能的计算方法。
2. 让学生了解机械能守恒定律的定义，理解机械能守恒的条件。
3. 培养学生运用机械能守恒定律解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 机械能的概念与计算2. 机械能守恒定律的定义与条件3. 机械能守恒定律的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：机械能的概念，机械能守恒定律的定义与条件，机械能守恒定律的应用。
2. 教学难点：机械能守恒定律的应用，解决实际问题。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生主动探究机械能的概念与计算方法。
2. 采用案例分析法，让学生通过实际案例理解机械能守恒定律的定义与条件。
3. 采用任务驱动法，培养学生运用机械能守恒定律解决实际问题的能力。
五、教学过程1. 导入：通过生活中的实例，引导学生思考机械能的概念。
2. 新课：讲解机械能的概念与计算方法，让学生掌握机械能的基本知识。
3. 案例分析：分析实际案例，让学生理解机械能守恒定律的定义与条件。
4. 应用实践：布置任务，让学生运用机械能守恒定律解决实际问题。
5. 总结：对本节课的内容进行总结，巩固学生对机械能守恒定律的理解。
6. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、教学评价1. 评价内容：学生对机械能概念的理解，机械能计算方法的掌握，机械能守恒定律的定义与条件的理解，以及运用机械能守恒定律解决实际问题的能力。
2. 评价方法：课堂提问、作业批改、小组讨论、实例分析报告。
七、教学资源1. 教材：机械能守恒定律相关章节。
2. 辅助材料：PPT、实例分析、练习题。
3. 仪器设备：实验器材，如滑轮组、重物、计时器等。
八、教学进度安排1. 课时：本节课计划安排2课时。
2. 教学环节：导入（5分钟）、新课（20分钟）、案例分析（15分钟）、应用实践（10分钟）、总结（5分钟）、作业布置（5分钟）。
九、教学反思1. 反思内容：教学方法、教学内容、教学过程、学生反馈。
《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。
8.5 验证机械能守恒定律教学设计
8.5 验证机械能守恒定律教学设计一、教学目标1. 理解机械能的概念；2. 掌握机械能守恒定律的基本原理；3. 能够运用机械能守恒定律解决与机械能有关的问题；4. 培养学生实验设计与操作能力，以及团队合作精神。
二、教学重点1. 机械能的概念；2. 机械能守恒定律的基本原理；3. 运用机械能守恒定律解决问题的方法。
三、教学难点1. 机械能守恒定律的应用；2. 实验设计与操作。
四、教学方法1. 演讲法：讲解机械能的概念和机械能守恒定律的基本原理；2. 实验法：通过实验验证机械能守恒定律；3. 讨论法：教师引导学生分析实验数据和结论。
五、教学过程及时间安排课时一：导入（10分钟）教师以日常生活中常见的物理现象为例讲解机械能概念的引入，激发学生的兴趣。
课时二：理论学习（35分钟）1. 讲解机械能的概念、计算公式及单位；2. 讲解机械能守恒定律的概念和应用。
课时三：实验演示（45分钟）1. 实验目的：验证机械能守恒定律。
2. 实验仪器：支架、木槌、不同重量的小球、直尺、计时器等。
3. 实验步骤：（1）将两个小球分别放在不同高度的支架上，用一只手拿住一颗球，另一只手持木槌；（2）放开手持木槌的手，使木槌击打低处的球，使高处的球弹起；（3）记录球的高度变化和时间，计算出小球受重力、动能、势能及摩擦力等的大小，验证机械能守恒定律。
4. 实验注意事项：（1）实验操作要求精确，不能随意碰触试验装置；（2）实验数据要准确，保证实验过程的科学性和可重复性。
课时四：数据处理及讨论（30分钟）1. 教师引导学生分析实验数据和结论，指导学生进行数据处理；2. 学生讨论实验结果可能存在的误差，并进行纠正；3. 教师带领学生讨论实验结果的启示和意义，顺势引出机械能守恒定律的应用案例。
课时五：案例练习（30分钟）1. 教师出示一个与机械能有关的问题，并指导学生运用机械能守恒定律进行计算；2. 学生自主组队进行讨论和分析，最后汇报结果和解决方法。
验证机械能守恒定律教学设计
验证机械能守恒定律教学设计篇一：9.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．关系式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、.五、数据处理1．利用公式2．要验证的是计算出点1、点2、点3的瞬时速度v1、v2、v3、.只需验证因此不需要测量重物的质量m.3．验证：通过计算，在误差允许的范围之内六、误差分析1．本实验的误差主要是由于纸带测量产生的偶然误差和重物和纸带运动中空气阻力和打点计时器摩擦阻力引起的系统误差，使动能的增加量稍小于势能的减少量．2．测量时采取多次测量求平均值来减小偶然误差，安装打点计时器使两限位孔中线竖直，并且选择质量适当大些，体积尽量小些的重物来减小系统误差．3．打点计时器周期变化带来误差．七、注意事项是否相等或八、实验探究探究实验一、实验原理与操作例：在验证机械能守恒定律的实验中，有同学按以下步骤进行实验操作：a．用天平称出重锤和夹子的质量．b．固定好打点计时器，将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器．c．松开纸带，接通电源，开始打点．并如此重复多次，以得到几条打点纸带．d．取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点o，在距离o点较近处选择连续几个计数点(或计时点)，并计算出各点的速度值．e．测出各点到o点的距离，即得到重锤下落的高度．f．计算出看两者是否相等．在以上步骤中，不必要的步骤是________；有错误或不妥的步骤是________(填写代表字母)；更正情况是①________，②________，③________，④________.【答案】因本实验是通过比较重力势能的减少量δep是否等于动能的增加量δek来验证机械能守恒的，不需要知道动能的具体数值，因而不需要测出重物(含重锤和夹子)的质量，故步骤a是多余的．有错误或不妥的步骤是b、c、d、f.原因和更正办法分别是：b中“让手尽量靠近”应改为“让重锤尽量靠近打点计时器”，c中应先接通电源，后松开纸带.d中应将“距离o点较近处”改为“距离o点较远处”，f中应改为增加量1因本实验中是通过比较重锤的重力势能减少量mghn和动能的大小来达到验证的目的，对于同一个研究对象(重锤)来说，质量是一定的，就能达到目的．故只需比较ghn和探究实验二、实验数据的处理及误差分析例：某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．已知打点计时器所用电源的频率为50hz，当地重力加速度大小为g＝9.80m/2.实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示，纸带上的第一个点记为o，另选连续的三个点a、b、c进行测量，图中给出了这三个点到o点的距离ha、hb和hc的值．回答下列问题(计算结果保留3位有效数字)：篇二：《实验：验证机械能守恒定律》教学设计_张长泉《实验：验证机械能守恒定律》——教学设计姓名：张长泉教研组：物理组教材：物理必修２（沪科版）时间：2022年5月16日地点：铜川矿务局第一中学《实验：验证机械能守恒定律》教学设计高中物理新课程将科学探究列为课程目标和课程内容，并作为学生自主学习物理的一种有效学习方式。
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。
机械能守恒定律 教学设计 教案
一、设计主体：新课引入极”就是跳跃者站在40米以上高度的桥梁上、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上，把一端固定的一根长长的橡皮条身上，跳跃者在整个过程中重力势能、弹性势能以及动能相互转化，该活动能给你带来无尽的惊险与刺激，如果整个过程没有机械能损失，跳跃者将会如何运动？同时教师播放“蹦极”的视频。
极“过程中动能、势能之间的转化关系，进而联系到本课所学内容”机械能守恒定律“。
极“认识，引入新课，激起学生对光的折射现象探究的兴趣同时培养学生的观察能力。
新课教学（探究过程）1．动能与势能的相互转化演示实验：如图所示，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。
把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化。
我们看到，小球可以摆到跟点等高的点，如图甲。
如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到点，但摆到另一侧时，也能达到跟点相同的高度，如图乙。
学生结合本节课的内容猜想完好的筷子放在水中向上弯折的原因。
[生]认真听教师的讲解和自己的猜想进行比较，看看自己的猜想是否准确，如果不正确进行反思。
通过教师演示实验学生直观的观察现象来总结定义，让学生接受起来更加容易，印象也特别深刻。
新课教学（探究过程）问题：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么？小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。
拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球能做功。
实验结论：小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。
在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。
可见，重力势能和动能的总和，即机械能应该保持不变。
教师：通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和是否真的保持不变？下面我们就来定量讨论这个问题。
2．机械能守恒定律物体沿光滑曲面滑下，只有重力对物体做功。
用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系，推导出物体在处的机械能和处的机械能相等。
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《实验：验证机械能守恒定律》的设计说明课程标准要求学生通过实验，验证机械能守恒定律。
实验的结论已知，但实验的途径、方法和过程并没有告诉学生，这样验证机械能守恒定律的过程也就具有探究的性质。
机械能守恒定律是力学中的一个重要规律。
本节将由学生独立设计验证这个规律的实验方案，并按照自己的实验方案进行实际操作、观察、测量、记录和处理实验数据。
在实验的过程中，学生可能会遇到许多预料不到的问题。
如学生设计的实验放案理论上可行，但实验误差较大，或实验条件不具备，这时学生需要修改自己设计的实验方案。
经过这样的过程，你所获得的不仅仅是验证了一条规律，而是像科学家那样经历了一次科学探究的过程，会体验到发现、创造和成功的乐趣。
一、实验要求：1、设计一种或几种能验证机械能守恒定律的实验方案。
2、选择一种你认为可行的实验方案，进行实际操作。
3、写出实验研究报告。
实验研究报告的内容一般应包括实验日期、实验目的、实验器材和装置、实验原理和方法、实验过程和步骤、现象与数据、数据分析与处理、结论与问题讨论等。
二、实验方法指导1、生活中，动能与势能相互转化的现象是非常多的，因此，验证机械能守恒定律的途径和方法不止一种，不管你采用什么途径和方法进行实验，都必须考虑你的实验条件。
2、实验器材：刻度尺、电火花计时器、纸带、铁架台、钩码、夹子、3、在设计实验方案时，学生需要正确理解机械能守恒定律内容，特别注意机械能守恒定律成立的条件，在此基础上，综合运用所学的知识，确定自己的方法，形成一个初步的实验方案。
最初的实验方案往往不很完善，当和同学的方案进行交流或动手去做的时候，可能会发现实验方案中的问题，然后再想方设法进行改进，最后形成一个可行的方案。
三、学生分组汇报与交流1、是否验证了机械能守恒定律？怎样验证的？2、在实验中进行了哪些观察和测量，有那些因素影响了观察或测量的结果？实际上做了哪些工作来保证观察或测量结果的准确性？3、在实验中遇到了哪些困难？发现了哪些问题？又是如何克服和解决的？4、如果再做一次同样的研究，需要在哪些方面进行改进？5、通过完成这项研究，有什么收获？§7.9 实验：验证机械能守恒定律教学设计（2课时）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】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．【教学方法】探究与实验、交流与讨论、【教学手段教具准备】重物、电磁打点计时器以及纸带、复写纸片、低压电源及两根导线、铁架台和铁夹、刻度尺、小夹子．多媒体课件。
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：E A =________ ， E B =________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 221A mv +mgh A =221B mv +mgh B上式亦可写成221B mv —221A mv =mgh A —mgh B 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： ----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。
师：在做实验之前，我们首先要明确这样几个问题，首先这个实验需要什么器材?生：最容易想到的器材是重物、电火花计时器以及纸带．交流电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺。
师：打点计时器的作用是什么?生：记录在纸带上打的点，用这些点来求出物体在经过某一点的速度．师：重物选取的原则是什么?为什么?生：密度比较大，质量相对比较大，可以减小因为空气阻力带来的误差．师：实验中还有哪些应该注意的地方?生：电火花计时器要稳定在铁架台上，电火花计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，铁架台放在桌边，电火花计时器距地面的距离大约是1 m ．师：这样做的目的是什么?生：电火花计时器平面与纸带限位孔在竖直方向上的目的是减小摩擦以减小实验误差的产生，铁架台放在桌边有利于重物下落到地面上，电火花计时器距地面的距离较大的目的是能够有充足的时间使重物下落，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算．师：实验中的误差主要来源于哪里?生：重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带和电火花计时器之间的摩擦力，计时器平面不在竖直方向上；纸带与电火花计时器不平行：交流电的频率不等于50 Hz测量数据时的误差等等．师：过程开始和终结位置是怎样选择的?生：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．师：这样选取的目的是什么?生：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．师：在数据处理时，是不是必须从打的第一个点开始呢?生：课文中有这样的句子“纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到重物下落过程中势能的变化”．在第四节我们已经学习了重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点为参考点，势能的大小不必从起始点开始计算．师：在实验中是不是要先进行测量重物的质量呢?生：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．师：实验中重物经过某一点的速度是怎样得到的呢?(投影展示学生的推导过程，这个结论非常重要，一定要让学生能够自己推导，推导方法越多越好。
)2、如何求出B点的瞬时速度v B?根据做匀加速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B点的瞬时速度v B。
图2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s1，s2，s3，……分别为0～2点，1～3点，2～4点…… 各段间的距离。
根据公式，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图21，2，3，……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 ，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，……。
3、如何确定重物下落的高度？图2中h 1，h 2，h 3，……分别为纸带从O 点下落的高度。
根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能，从而验证机械能守恒定律。
学生活动：学生看书明确实验的各项任务及实验仪器。
复习《用打点计时器测速度》的实验，掌握用打点计时器测量匀变速直线运动速度的方法。
4、描绘图像师：可以结合v-t 图象了解瞬时速度和时间中点的平均速度相等的物理意义．师：在处理纸带时，是不是要像我们以前做的那样，每隔五个点取一个计数点，也就是说每0.1 s 为一个时间间隔呢?生：如果时间间隔是0.1s ，由于自由落体加速度较大，很容易出现纸带上点数不够用的情况，所以时间间隔不能太长．师：下面我们准备进行实验，在进行实验之前还应该做几件事情!首先是确定实验的步骤，大家分组讨论一下，然后得出一个比较合理的实验步骤．(学生讨论实验的步骤，教师巡回指导，帮助能力较差的学生完成实验步骤)(参考实验步骤)（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，打点计时器应该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h1、h2、h3，……记人表格中．（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．（7）．计算各点的重力势能的减少量mgh n 。
和动能的增加量221n mv ，并进行比较．看是否相等，将数值填人表格内．设计一个什么样的表格来适应于实验呢?(学生思考表格的设计方法，独立完成表格的设计)(参考表格)教师活动：在学生开始做实验之前，老师应强调如下几个问题：1、该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是第一点o为计时起点，o点的速度应为零。
怎样判别呢？2、是否需要测量重物的质量？3、在架设打点计时器时应注意什么？为什么？4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？为什么？5、测量下落高度时，某同学认为都必须从起始点算起，不能弄错。
他的看法正确吗？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适当远些好，还是近些好？学生活动：思考老师的问题，讨论、交流。
选出代表发表见解。
1、因为打点计时器每隔0.02 s打点一次，在最初的0.02 s内物体下落距离应为0.002 m，所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2 mm 的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔t =0.02 s.2、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，而只需验证就行了。