南阳教育资源网实验：验证机械能守恒定理学案设计教学反省_验证机械能守恒定理实验报告新人教版小学数学选修二同步学案第七章机械能守恒定理第九节实验:验证机械能守恒定理【教学目标】知识与技能1、会用打点计时器打下的纸带估算物体运动的速率。2、掌握验证机械能守恒定理的实验原理。过程与方式通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定理，体验验证过程和数学学的研究方式。情感、态度与价值观通过实验验证，感受学习的快乐，迸发学习的兴趣；通过亲身实践，树立"实践是检验真理的惟一标准"的科学观。培养中学生的观察和实践能力，培养中学生实事求是的科学心态。【教学重点】掌握验证机械能守恒定理的实验原理。【教学难点】验证机械能守恒定理的偏差剖析及怎样减少实验偏差的方式。【教学课时】1课时【自主学习】⒈为进行验证机械能守恒定理的实验，有下述器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表机械能守恒定律公式，低压直流电源，导线，电键，天平。其中毋须要的器材有：；缺乏的器材是。⒉物体做自由落体运动时，只受力作用，其机械能守恒，若物体自由下落H高度时速率为V，应有MgH=，故只要gH=1/2V2创立，即可验证自由落体运动中物体的机械能守恒。[来源:学#科#网]⒊在打出的各纸带中选购出一条点迹，且第1、2两打点宽度离接近的纸带。
⒋测定第N个点的瞬时速率的方式是：测出与N点相邻的前、后两段相等时间T内下落的距离SN和SN+1，，有公式VN=算出。⒌在验证机械能守恒定理时，假若以v2／2为横轴，以h为纵轴，按照实验数据绘出的图线应是，能够验证机械能守恒定理，其斜率等于的数值。【探究学习】课前打算班主任活动：课前布置中学生预习本节实验。下发预习提纲，重点备考下边的三个问题：1、推导入机械能守恒定理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=，EB=假如忽视空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有EA=EB，即=上式亦可写成该式右边表示物体由A到B过程中动能的降低，右侧表示物体由A到B过程中重力势能的降低。方程说明，物体重力势能的降低等于动能的降低。为了便捷，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，vA是物体在A点的瞬时速率。2、如何求出A点的瞬时速率vA？依据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速率等于该时间中间时刻的瞬时速率可求出A点的瞬时速率vA。
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。依据公式，t=2×0.02s（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率。这种平均速率就等于是1，2，3，……各点相对应的瞬时速率v1，v2，v3，…….诸如：量出0～2点宽度离s1，则在这段时间里的平均速率，这就是点1处的瞬时速率v1。依次类推可求出点2，3，……处的瞬时速率v2，v3，……。3、如何确定重物下落的高度？图2中h1，h2，h3，……分别为纸带从O点下落的高度。按照以上数值可以估算出任意点的重力势能和动能，进而验证机械能守恒定理。中学生活动：中学生看书明晰实验的各项任务及实验仪器。备考《用打点计时器测速度》的实验，把握用打点计时器检测匀变速直线运动速率的技巧。进行新课班主任活动：在中学生开始做实验之前，老师应指出如下几个问题：1、该实验中选定被打点纸带应注意两点：一是第一点O为计时起点，O点的速率应为零。如何判断呢？2、是否须要检测重物的质量？3、在架设打点计时器时应注意哪些？为何？4、实验时，接通电源和释放纸带的次序如何？为何？[来源:Zxxk.Com]5、测量下落高度时，某同事觉得都必须从起始点算起，不能搞错。
他的见解正确吗？为了减少检测h值的相对偏差，选定的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？中学生活动：思索老师的问题，讨论、交流。选出代表发表看法。1、因为打点计时器每隔0.02s打点一次，在最初的0.02s内物体下落距离应为0.002m，所以应从几条纸带中选择第一、二两点宽度离接近三年2mm的纸带进行检测；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=0.02s.[来源:Z.xx.k.Com]2、因为不须要晓得物体在某点动能和势能的具体数值，所以毋须检测物体的质量m，而只需验证就行了。3、打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以尽量降低重物带着纸带下落时所遭到的阻力作用。4、必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才会抬起纸带让重物下落。5、这个朋友的想法是正确的。为了减少检测h值的相对偏差，选定的各个计数点要离起始点适当远些好。班主任活动：听取中学生汇报，点评，帮助中学生解决困难。中学生活动：中学生进行分组实验。【课堂训练】（1）为进行"验证机械能守恒定理"的实验，有下述器材可供选用：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。其中毋须要的器材有：；缺乏的器材是。
（2）在验证机械能守恒定理时，假若以v2／2为横轴，以h为纵轴，按照实验数据绘出的图线应是，能够验证机械能守恒定理，其斜率等于的数值。（3）在做"验证机械能守恒定理"的实验时，用打点计时器打出纸带如图3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。按照纸带检测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，纸带运动的瞬时速率大小的表达式为。要验证机械能守恒定理，为减少实验偏差，应选择打下第号和第号计数点之间的过程为研究对象。[来源:学|科|网]（4）某次"验证机械能守恒定理"的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图4所示，O点为重锤下落的起点，选定的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的宽度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。[来源:Zxxk.Com]①打点计时器打出B点时，重锤下落的速率vB=m/s，重锤的动能EkB=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，在偏差容许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中机械能守恒定律公式，得到的推论是。参考答案：（1）何必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。缺乏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）①1.175，0.69，0.69②0.69，③机械能守恒。【课堂小结】思维方式是解决问题的灵魂，是数学教学的根本；亲自实践参与知识的发觉过程是培养中学生能力的关键，离开了思维方式和实践活动，数学教学就成了无源之水、无本之木。中学生素养的培养就成了镜中花，水底月。南阳教育资源网