資源簡介

8.5 驗證機械能守恒定律----大單元分課時教學設計
課 題 人教版高中物理·必修·第二冊 第八章第5節 驗證機械能守恒定律
課 型 新授課 復習課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級 高一 授課時間
教學內容分析 課標要求： 通過實驗，驗證機械能守恒定律，并知道機械能守恒的前提條件。 教材分析： 本節重點是理解用落體法驗證機械能守恒定律；理解用光滑斜面法驗證機械能守恒定律。本節難點是學會用平均速度法求解瞬時速度； 2. 學會用圖像法處理實驗數據并運用所學知識處理實驗誤差。
學情分析 知識儲備：學生已經在前面的章節學過機械能和動能的相關知識，知道動能和勢能可以相互轉化，具有一點處理實驗、分析和歸納實驗結果的能力，但對物理現象的認識、理解只停留在感性認識上。 思維能力：本節課通過幾個實驗方案，培養學生的思維能力。
核心素養 物理觀念：知道動能和勢能可以相互轉化，當只有重力或者彈力做功時，系統機械能守恒。 科學思維：通過研究自由落體物體的機械能，培養學生的思維能力，推導機械能守恒定律的集中表達式的表達式。 科學探究：理解實驗的設計思路，自主思考實驗設計思路，加強實驗能力。 科學態度與責任：能夠獨立分析產生實驗誤差的原因，并且盡量減小實驗誤差，通過實驗理解機械能守恒定律。
教學準備 課件演示、電火花計時器、重物、紙帶、鐵架臺、電源
活動設計
教學內容 教師活動 學生活動 評價任務
活動一：導入新課 （一）檢測導學案完成情況
機械能守恒定律告訴我們，在只有重力或彈力做功的系統內，動能與勢能相互轉化時總的機械能保持不變。下面我們通過實驗來研究物體運動過程中動能與重力勢能變化，從而驗證機械能守恒定律。 要求思考：如何設計實驗。 學生思考機械能守恒定律的意義 通過聯系之前已知的知識，思考如何設計實驗
（二）展示學習目標
1. 理解實驗的設計思路，明確實驗中需要直接測量的物理量； 2. 知道實驗中選取測量點的有關要求。根據打出的紙帶測定物體下落的距離。 明確學習目標，做到有的放矢；
（三）實驗情境導入 實驗思路
方案一：自由落體運動 做自由落體運動的物體，如果忽略微小阻力作用，機械能是守恒的，即重力勢能的減少量等于動能的增加量。 方案二：物體沿光滑斜面下滑 物體沿光滑斜面下滑時，雖然受到重力和斜面的支持力，但支持力與物體位移方向垂直，對物體不做功，這種情況也滿足機械能守恒的條件。 展示圖片 分組交流討論思考：物體沿光滑斜面下滑時，機械能是否守恒？ 根據學生的回答情況，評價學生的表達能力和思維。
活動二：新課教學 (一)物理量的測量及數據分析
根據選定的實驗方案設計相應的表格記錄實驗數據。計算物體在選定位置上動能與勢能的和是否滿足mv＋mgh2＝mv＋mgh1 也可以計算重物在某兩點間的動能變化和勢能變化是否滿足mv-mv＝mgh1-mgh2 引導學生思考分析 學生討論思考如何設計實驗 根據學生回答作出評價
（二）研究自由下落物體的機械能
1、實驗步驟
（1）儀器安裝:按圖示裝置豎直架穩打點計時器，并用導線將打點計時器接在電源上。 （2）打紙帶:將長約1m的紙帶用小夾子固定在重物上后穿過打點計時器，用手提著紙帶，使重錘靜止在靠近打點計時器的地方。接通電源，松開紙帶，讓重錘自由下落，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點。 （3）換幾條紙帶，重復上面的實驗。 學生觀察實驗，并思考實驗注意事項。 明確學生學習任務；
2、數據處理
（1）求瞬時速度 在取下的紙帶中挑選第1、2兩點間距離接近2mm且點跡清晰的紙帶進行測量。記下第1個點的位置O，在紙帶上從離O點適當距離開始選取幾個計數點0、1、2、3、…、n+1并測量出各計數點到O點的距離h0、h1、h2、h3、…、hn+1，再根據公式，計算出1、2、3、…、n點的瞬時速度v1、v2、v3、…、vn。 引導學生如何求瞬時速度 1.自主完成 2.小組交流 評價完成情況，表揚優秀學生，鼓勵未完成的學生，糾正錯誤做法。
3、處理方法
方法一：利用起始點和第n點 從起始點到第n個計數點，重力勢能減少量為mghn，動能增加量為mv 方法二:任取兩點 ①任取兩點A,B，測出hAB，求出ghAB。 ②分別求出A、B兩點的瞬時速度vA、vB，求出mv－mv的值。 如果在實驗誤差允許的范圍內v－v＝ghAB，就證明機械能是守恒的。 方法三：圖像法 計算各計數點的v2，以v2為縱軸，以各計數點到第一個點的距離h為橫軸，根據實驗數據繪出 v2h圖線。若在實驗誤差允許的范圍內，圖像是一條過原點且斜率為g的直線，如圖所示，則驗證了機械能守恒定律。 誤差分析： 系統誤差， 偶然誤差 在實驗誤差允許的范圍內mv＝mghn，即v＝ghn成立，則機械能守恒定律得到驗證。 如果在實驗誤差允許的范圍內v－v＝ghAB，就證明機械能是守恒的。 自主學習； 自主推導； 交流討論： 各種方法適用條件及注意事項 評價完成情況，對表現優秀的小組加分鼓勵
（三）：用氣墊導軌驗證沿斜面下滑物體的機械能
1、實驗步驟 2、數據處理 （1）速度的測量：用游標卡尺測出滑塊上遮光片的寬度d，讀出遮光條通過光電門的遮光時間，則滑片通過光電門的速度。 （2）驗證關系式 方式1（兩個光電門）：分別測出滑塊經過兩個光電門的速度和，用刻度尺測出兩光電門的高度差Δh，驗證在誤差范圍內是否滿足。 方式2（一個光電門）：讓滑塊從光電門上方某一位置由靜止釋放，測出該點到光電門的高度差△h和滑塊經過光電門的速度，驗證在誤差范圍內成立。 播放演示實驗 講解實驗步驟及數據處理。 思考、討論 評價學生分析回答情況
活動三：例題講解
1、某同學做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，從打出的 一條紙帶中選取了清晰的點進行研究，根據所學的知 識計算出打2、3兩計數點時紙帶的瞬時速度，并用表示，用刻度尺測量出2、3兩計數點之間的距離，用 表示。驗證機械能守恒定律的關系式應為（ ） A. B. C. D. 2、用如圖甲所示的實驗裝置驗證質量為的物塊A、質量為的物塊B組成的系統的機械能守恒,B從高處由靜止開始下落,A上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律。如圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個點,每相鄰兩計數點之間還有4個點 (圖中未標出),計數點間的距離如圖所示。已知,打點計時器的頻率為。 (結果均保留2位有效數字) (1)在紙帶上打下計數點5時物塊的速度=_______. (2)在打下計數點0到計數點5的過程中系統動能的增量 =__________J,系統勢能減少量=___________ J。(當地重力加速度g約為) (3)若某同學作出圖像如圖丙所示,則當地的重力加速度______________. 多媒體展示例題 巡視學生思考練習 教師講解 多媒體展示例題 巡視學生思考練習 教師講解 小組討論 思考練習 小組討論 思考練習 評價學生解說過程。 注意巡視有無學生亂用公式現象，若有，及時給予講解糾正。 評價完成情況，對表現優秀的小組加分鼓勵
活動四：課堂小結
學到了什么？ 引導學生小結 小組討論，總結本節課得失
活動五：作業設計
P98 練習與應用 1、2題 布置作業 按要求完成練習。 從完成情況和書寫情況等方面進行評價。
主板書設計
§8.5 實驗：驗證機械能守恒定律 實驗思路 物理量的測量 數據分析
教學反思

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