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4.5 验证机械能守恒理论
一、教学目标
1.知识和技能目标
（1）明确实验目的，本实验为验证实验，目的是通过重物自由落体验证机械能守恒原理；
（2）只有明确实验原理，掌握实验的操作方法和方法，学会如何收集和处理实验数据物理五大定律，才能分析实验偏差，进而使我们对机械能守恒理论的理解不仅仅停留在理论推论上，能否通过个人操作和实际观察减少感性认识，促进对机械能守恒理论的理解；
(3)有必要明确简单、准确的色带选择和瞬时速度检测方法。
2.流程与方法目标
（1）通过中学生自主学习，培养中学生设计实验、收集数据、处理数据和分析实验偏差的能力；
（2）通过朋友的亲身操作和实际观察，掌握实验的方法和方法；
（3）培养中学生通过加工纸带的过程获取和处理信息的能力，感受处理问题的方法，了解如何间接测量一些无法直接检测的化学量；
（4）通过实验过程，让中学生体验到实验中理性思维的重要性，这需要双手和大脑。
3.情绪心态和价值目标
（1）通过实验、分析偏差，培养中学生实事求是的科学心态，激发中学生探索化学规律的欲望；
（2）让中学生通过实验感受到成功的喜悦和成就感，激发他们对化学世界的求知欲；
（三）培养中学生团结协作的精神和合作意识，勇于提出与他人不同的意见；
（4）通过实验过程体验科学实验过程的困难和乐趣，乐于探索自然的奥秘。
二、教学重点和难点
1.实验原理和技术的选择和掌握。
2. 剖析实验偏差的方式。
3. 教学用品
铁架（带铁夹）、打点计时器、重锤（带纸带夹）、纸带、铁丝、秤、
低压电源。
4、教学方法
预览设计——实验观察——数据处理——总结。
班主任启发和引导中学生独立阅读和思考，自己进行实验，讨论和交流学习成果。
5. 课程安排
1课时
六、教学过程
(1)导出新课程
在上节课中，我们从理论上学习了机械能守恒定律。 我们从定理内容和守恒条件初步了解了机械能守恒理论。 明天我们将通过自己的实验进一步感性地理解这个定理。
（二）开展新课
1 实验目的
结合教材，整理预习教案大纲，并对中学生的成绩进行点评。 （展示幻影kt板） 本实验是一个验证实验，实验的目的是通过重物自由下落的现象来验证机械能守恒定律。
2、认识实验仪器：组装实验仪器，明确各仪器的功能。 （暂时不做，只是组装）
电磁打点定时器电源应在10V以下，火花打点定时器电源应在220V。 打点定时器限位孔位置应垂直。 纸带的宽度应为1m左右。 （中学生思考，早点回答）
3.了解实验原理
通过研究物体自由落体运动来验证机械能守恒原理的实验原理是，自由落体物体在运动过程中无论空气阻力如何，机械能守恒，即重物动能的减少等于其重力势能的减少。 具体来说：
(1) 若以重物下落的起点O为基准，设重物的质量为m，测量物体从起点O下落距离h的速度v，则在偏差允许范围内，可推算出?mV2=mgh，验证了机械能守恒定律。
(2) 以重物下落过程中的某一点 A 为基准，设重物的质量为 m，测量 A 点对应的物体的速度 vA，然后测量物体从 A 点下落 Δh 后通过 B 点的速度 vB，则在偏差允许范围内
在允许的范围内，估计为：?=-222
121、机械能守恒理论得到验证。
4.掌握实验的方法和方法
实验步骤（展示神奇kt板）
(1) 将滴答计时器固定在桌子旁边的铁架上
(2) 将打点定时器连接至交流低压电源
(3) 将纸带固定在重物上
(4)将纸带穿过定时器，并将纸带提升到一定高度
(5) 打开电源，然后松开纸带。 切断电源，撕掉纸胶带
(6)更换纸胶带，按相同要求重复实验
(7) 购买有清晰点的纸带进行研究物理五大定律，用毫米刻度测量距离，并记录数据
(8) 根据记录数据进行相关估计和推断
(9)拆除电线并整理设备
中学生实验
实验前班主任提示：打点定时器的使用
(1)电磁打点定时器应连接4~6V交流电源。 当交流电压频率为50Hz时，打点周期为0.02s。
(2)为了使打点频率相对稳定，要求打点定时器振动盘的固有频率也为50Hz，从而发生共振。 振动片的厚度可以在一定范围内调节，通过改变振动片的厚度可以调节其固有频率。
(3)实验前需检查网点的清晰度。 必要时应调整振动针的高度，不得松动。 否则会出现漏点、双点等现象，对纸带形成过大的阻力。
(4)电火花定时器可直接连接220V交流电源，使用双纸打印即可。 小组实验（只是实验，没有数据处理）
问题讨论
问题一：本次实验是否需要检测物体的质量？ 分组讨论并得出结论。 提出想法并澄清推论。 （展示神奇kt板）
验证机械能守恒定律的表达式：mghmv=221 和 ?=-222
在121中，多项式两边都有重物的质量m，因此m的大小无法具体测量，但可以将m保留在多项式中。