5.9 实验：验证机械能守恒定律(新课标)

5.9 实验：验证机械能守恒定律(新课标)

高中物理课堂教学教案       年   月    日
 
课 题 §5.9 实验：验证机械能守恒定律 课 型 新授课（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、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
    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、练习   
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.
   
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：

ea= ，    eb=
如果忽略空气阻力，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，va是物体在a点的瞬时速度。