(s5+s6)/2t, 1, 5。 (4) ①1.175, 0.69, 0.69 ②0.69, ③机械能守恒。 ]
黑板设计5.9实验：验证机械能守恒定律
1.验证自由落体运动机械能守恒的实验方法
2. 需要注意的问题：实验误差来源
3、速度的测量：匀速运动的纸带上某一点的瞬时速度等于相邻两点之间的平均速度。
教
学习
后退
牢记思维方法是解决问题的灵魂、物理教学的基础的教学经验； 个人实践和参与知识发现过程是培养学生能力的关键。 没有思维方法和实践活动，物理教学就会成为无源之水。 原来的树。 学生素质的培养成为镜中花、水中月。
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5.9实验：验证机械能守恒定律（新课程标准）
高中物理课堂教学计划年月日
课题§5.9实验：验证机械能守恒定律新讲座（2课）
教学目标 知识和技能
1.可以利用点计时器记录的纸带来计算物体的速度。
2.掌握验证机械能守恒定律的实验原理。
流程与方法
通过使用纸带和打点计时器来验证机械能守恒定律，您可以体验物理的验证过程和研究方法。
情感、态度和价值观
通过实验验证，让您体验学习的乐趣，激发学习兴趣； 通过亲身实践，可以树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。 培养学生的观察力和实践能力，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
误差分析验证机械能守恒定律以及如何减少实验误差。
教学方法探索、讲授、讨论、实践
教学方法和教具的准备
重物、电磁打点定时器、纸带、复写纸、低压电源及两根电线、铁架及铁夹、秤、小夹子。
教学活动
【新课介绍】
老师：上节课我们学了机械能守恒定律。 我们先回顾一下什么是机械能守恒定律？
健康：在仅重力或弹力作用的物体系统中，动能和势能可以相互转化，而总机械能保持不变。 这称为机械能守恒定律。
师：机械能守恒的条件是什么？
健康：只有重力和弹性才起作用。
师：自由落体运动时机械能守恒吗？
健康：自由落体的物体仅受重力影响。 在这个过程中只有重力起作用，因此机械能是守恒的。
师：如果我们要推导出自由落体机械能守恒定律的具体表达式，我们可以用什么依据来推导呢？
学生1：可以通过牛顿运动定律推导出来。
学生2：根据动能定理可以推导出来。
（投影展示了一个与自由落体运动相关的主题，从主题中可以知道相关的物理量，让学生根据牛顿运动定律和动能定理推导出机械能守恒定律。再次，他们就会熟悉这个规律，为本课的教学奠定基础）。
【新课程教学】
1.推导出本实验中机械能守恒定律的具体表达式。
图1中，质量为m的物体从o点自由落体，以地面作为零重力势能面。 下落过程中任意两点a、b的机械能为：
ea=, eb=
如果忽略空气阻力免费下载7.9实验：验证机械能守恒定律课件PPT，物体下落过程中的机械能是守恒的，所以我们有
ea=eb，即 =
上式也可以写成
公式左边代表物体从a到b动能的增加，右边代表物体从a到b重力势能的减少。 该方程指出，物体重力势能的减少等于动能的增加。 为了方便起见，可以直接从起点o到任意点（图1中的a点）进行研究。 此时应有： ----本实验要验证的表达式，其中h为物体从o点落到a点的高度，va为物体在该点的瞬时速度A。
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5.9实验：验证机械能守恒定律（新课程标准）
师：在做实验之前，我们首先要明确以下问题。 首先，这个实验需要什么设备？
学生：最容易想到的设备就是重物、电磁定时器、纸带、复写纸、低压电源和两根电线、铁架和铁夹、秤、小夹子。
师：打点器的作用是什么？
学生：记录纸带上标记的点，并利用这些点求出物体通过某一点的速度。
师：低压交流电源有必要吗？
学生：不需要低压交流电源。 如果使用电火花定时器，其需要的电压为交流220v，因此不需要低压电源。
师：选择重物的原则是什么？ 为什么？
健康：密度比较大，质量比较大，可以减少空气阻力带来的误差。
师：实验过程中还需要注意什么？
学生：计时器应该稳定地放在铁架上。 定时器与纸带限位孔的平面应调整为垂直方向。 铁架应放置在桌子旁边。 定时器与地面的距离约为1m。
师：这样做的目的是什么？
学生：定时器平面与纸带限位孔垂直方向的目的是为了减少摩擦物理资源网，减少实验误差的发生。 将铁架放在桌子旁边，有利于重物掉落到地上。 计时器与地面的距离较大，目的是为了让重物有足够的时间下落，这样可以在纸带上标记更多的点，有利于计算。
师：实验中的误差主要来自哪里？
学生：重物和纸带下落时必须克服阻力，主要是纸带和计时器之间的摩擦力。 定时器的平面不在垂直方向； 纸带与定时器不平行：交流电频率不等于50Hz测量数据误差等。
师：过程的起始位置和结束位置是如何选择的？
学生：实验中使用的纸带一般都小于1m。 从起始点开始，大约可以打印20个计数点。 结束点可以是最后一个点的第一个点，也可以是最后一个点的第二个点。 从此时开始，以4-6分为起点。
师：这次评选的目的是什么？
：这样选择的目的是为了减少两点瞬时速度和两点之间距离（高度h）的测量误差。
师：处理数据的时候，是不是要从第一点开始呢？
学生：课文中有这样一句话：“纸带上两点之间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。” 在第四节中，我们已经了解了重力势能与性质的相对关系，在加工纸带时选择合适的点作为参考点，不需要从起点计算势能的大小。
师：实验中，我们需要先测量重物的质量吗？
学生：不需要测量重物的质量，因为这个物理量可以在公式两边消去。
师：实验中重物通过某一点的速度是怎样得到的？
（投影展示了学生的推导过程，这个结论非常重要，学生必须能够自己推导）
2、如何求a点的瞬时速度va？
根据物体在一定时间t内做匀加速运动的平均速度等于该时刻中间时刻的瞬时速度，可以计算出a点的瞬时速度va。
图2是垂直纸带实际从下到上打点后的情况。 从o点出发，取点1,2,3,...，图中s1,s2,s3,...分别为0到2点，1到3点，2到4点...的距离每个段之间。
根据公式t=2×0.02s（纸带上任意两相邻点之间的时间为0.02s），可求出每段的平均速度。 这些平均速度等于每个点1,2,3,...对应的瞬时速度v1,v2,v3,... 例如：
测量0、2点之间的距离s1，则这段时间的平均速度即为1点的瞬时速度v1。以此类推，2、3、...点的瞬时速度v2、v3、... 。 可以获得。
3、如何确定重物下落的高度？
图2中，h1、h2、h3、…分别是纸带从o点落下的高度。
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5.9实验：验证机械能守恒定律（新课程标准）
根据上述数值，可以计算出任意一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，明确实验的任务和实验仪器。 复习《用点定时器测量速度》实验，掌握用点定时器测量匀速直线运动速度的方法。
4. 绘制图像
师：大家可以用vt图像来理解瞬时速度与中点平均速度相等的物理意义。
老师：加工纸带的时候，是不是应该像以前一样，每五个点取一个计数点，也就是说每0.1秒就是一个时间间隔？
学生：如果时间间隔是0.1秒，由于自由落体的加速度很大，很容易把纸上的点用完，所以时间间隔不能太长。
师：现在我们来做一个实验。 在进行实验之前我们应该做一些事情！ 首先是确定实验步骤。 我们分组讨论，然后想出更合理的实验流程。
（学生讨论实验步骤，老师四处指导，帮助能力较差的学生完成实验步骤）（参考实验步骤）
1、将打点定时器安装在烙铁架上，并用电线连接学生电源和打点定时器。
2、用夹子将纸带一端固定在重物上，另一端穿过打点定时器的限位孔，用手垂直提起纸带，使重物停在打点定时器附近。
3、打开电源，等到计时器稳定后，松开纸带，让重物自由落下。 点计时器应在纸带上击中一系列点。
4. 重复上一步，制作三到五条纸胶带。
5. 选择一条有清晰点的纸胶带，第 1 点和第 2 点之间的距离接近 2 毫米。 将起点标记为0，后续点为1、2、3...用标尺测量对应的跌落高度h1 h2h3，...记录在表中。
6、利用公式vn=hn+1+hn-1/2t计算出各点的瞬时速度v1v2v3...并记录在表中。
每个计数点
跌落高度
速度
势能
动能
综上所述
7. 计算每个点的重力势能减少量 mgh。 和动能的增加1/2mvn2免费下载7.9实验：验证机械能守恒定律课件PPT，并进行比较。 要查看它们是否相等，请填写表中的值。
师：有几个步骤都提到要填写表格。 那么我们应该设计什么样的形式来适合实验呢？
（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：在学生开始实验之前，教师应强调以下问题：
1、本实验选择点状纸带时应注意两点：第一，第一个o点为计时起始点，o点速度应为零。 怎样说呢？
2、有必要测量重物的质量吗？
3、设置打点定时器时需要注意什么？ 为什么？
4、实验过程中，打开电源、松开纸带的顺序是怎样的？ 为什么？
5、在测量跌落高度时，某同学认为一定要从起点计算，不能有错误。 他说得对吗？ 为了减少h值测量的相对误差，每个选定的计数点应该离起始点适当远一些，还是更近一些？
学生活动：思考老师的问题，讨论、交流。 选出代表发表意见。
1、由于打点定时器每0.02秒打点一次，物体在前0.02秒内的下落距离应为0.002m，因此应从几条纸带中选择第一点和第二点之间距离接近2毫米的纸张。 卷尺用于测量； 其次，纸带上选取的点是连续的相邻点，每两个相邻点之间的时间间隔为t＝0.02s。
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5.9实验：验证机械能守恒定律（新课程标准）
2、因为不需要知道物体在某一点的动能和势能的具体值，所以不需要测量物体的质量m，而只是验证一下。
3、打点计时器应垂直稳定安装，使其两个限位孔在同一垂直平面内，以尽量减少重物随纸带下落时的阻力。
4、必须先打开电源，打点定时器能正常工作后，才能松开纸带让重物落下。
5、这位同学的观点是正确的。 为了减少测量h值的相对误差，最好将每个计数点选择得适当远离起始点。
放学后做作业
1. 完成实验报告。
2. 完成下列思考题：
（1）为了进行“验证机械能守恒定律”实验，需准备以下设备：烙铁架、打点计时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电源、电线、电动钥匙和平衡。 不必要的设备包括：
；缺少的设备是。
(2)在验证机械能守恒定律时，如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，则根据实验数据绘制的图形应为，以便验证机械能守恒定律机械能守恒，其斜率等于该值。
（3）在做“验证机械能守恒定律”实验时，用打点定时器打印出如图3所示的纸带，其中a点为第一个点，0、1、2。 ..是连续计数。 观点。 相邻两个计数点之间的测量距离分别为 s1、s2、s3、s4、s5 和 s6。 已知相邻计数点之间的计数时间间隔为t。 根据纸带测得的距离和打点的时间间隔，可计算出本次实验中重物下落运动的加速度表达式为。 当计数到5号点时，纸带运动的瞬时速度表达式为___ _____。 为了验证机械能守恒定律，减少实验误差，应选择被计数点和被计数点之间的过程作为研究对象。 学生活动
手术
（4）在“验证机械能守恒定律”的实验中，用6v、50hz的打点定时器打点无漏点的纸带，如图4所示，o点为起点重量下降，选定的计数点为a、b、c、d。 每个计数点到o点的长度已标注在图中。 单位是毫米。 重力加速度为9.8m/s2。 如果配重的重量是1kg。
①当打点定时器击中b点时，重物的下落速度vb= m/s，重物的动能ekb=
j。
②从下落开始算，当计时器到达b点时，重物的重力势能减少j。
③根据纸带提供的数据，在允许误差范围内，从重物从静止到击中b点的过程得出结论。
【参考答案：（1）不必要的设备包括：秒表、低压直流电源、秤等。 缺少的设备是低压交流电源、砝码和秤。 (2) 通过原点的直线g。 (3) (s6+ s5+ s4- s3- s2 –s1)/9t 2,
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