《沪科版高一物理下册《实验：验证机械能守恒定律》教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沪科版高一物理下册《实验：验证机械能守恒定律》教案.docx（25页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、沪科版高一物理下册实验：验证机械能守恒定律教案5.9试验：验证机械能守恒定律 5.9试验：验证机械能守恒定律学习目标:1.学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。2.进一步娴熟驾驭应用计时器打纸带探讨物体运动的方法。学习重点:1.验证机械能守恒定律的试验原理和步骤。2.验证机械能守恒定律试验的留意事项。学习难点:验证机械能守恒定律试验的留意事项。主要内容:一、试验原理物体在自由下落过程中，重力势能削减，动能增加。假如忽视空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的削减等于动能的增加。设物体的质量为m，借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v；进而求得
2、重力势能的削减量Ep=mgh和动能的增加量EK=1/2mv2；比较Ep和EK，若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。测定第n点的瞬时速度vn：依据“物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度”，用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算(T为打下相邻两点的时间间隔)。二、试验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)，沟通电源，纸带(复写纸片)，重物(带纸带夹子)，导线，刻度尺，铁架台(带夹子)。三、试验步骤(1)按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的沟通电源上(电火花计时器要接到220V沟通电源上，电磁打点计时器要接到4V6V的沟通低压电源上
3、)。(2)将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。(3)接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。(4)换几条纸带，重做上面的试验。(5)从几条打上了点的纸带上选择第一、二两点间的距离接近2mm且点迹清楚的纸带进行测量。(6)在选择出的纸带上，先登记打第一个点的位置0(或A)，再随意选取几个点1、2、3(或B、C、D)等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。(7)用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。(8)计算出各点对应的势能削减量m
4、ghn和动能的增加量1/2mvn2的值，进行比较，得出结论。四、试验记录 五、试验结论在只有重力做功的状况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。六、试验留意事项(1)计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要坚固、稳定。重物下落时它不振动；放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同，以减小纸带运动时与限位孔的摩擦(可用手提住固定好重物的纸带上端，上下拉动纸带，找寻一个手感阻力最小的位置)。(2)打点前的纸带必需平直，不要卷曲，否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上，从而增大了阻力，导致试验误差过大。(3)接通电源前，提纸带的手必需拿稳纸带，并使纸带
5、保持竖直，然后接通电源，待计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落，以保证第一个点迹是一个清楚的小点。(4)对重物的要求：选用密度大、质量大些的物体，以减小运动中阻力的影响(使重力远大于阻力)。(5)纸带的选择：应选择第一、二两点间的距离接近2mm且点迹清楚的纸带进行测量。这是因为：本试验的前提是在重物做自由落体运动的状况下，通过探讨重力势能的削减量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的，故应保证纸带(重物)是在打第一个点的瞬间起先下落。计时器每隔O02s打一次点，做自由落体运动的物体在最初002s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2980022m=0002m=2mm，所以若纸带第一、二
6、两点间的距离接近2mm，就意味着重物是在打第一个点时的瞬间起先下落的，从而满意本次试验的前提条件(打第一个点物体的初速度为零，起先做自由落体运动)。(6)测量下落高度时，必需从起点o量起。为了减小测量的相对误差，选取的计数点要离O点适当远些(纸带也不宜过长，其有效长度可在60cm80cm以内)。(7)本试验并不须要知道重力势能削减量和动能增加量的详细数值，只要对mgh与1/2mv2进行比较（事实上只要验证1/2v2=gh即可）以达到验证机械能守恒的目的，所以不必测出重物的质量。七、误差分析(1)做好本试验的关键是尽量减小重物下落过程中的阻力，但阻力不行能完全消退。本试验中，误差的主要来源是纸带
7、摩擦和空气阻力。由于重物及纸带在下落中要不断地克服阻力做功，因此物体动能的增加量必稍小于重力势能的削减量，这是系统误差。减小系统误差的方法有选用密度大的实心重物，重物下落前纸带应保持竖直，选用电火花计时器等。(2)由于测量长度会造成误差，属偶然误差，削减方法一是测距离都应从起点0量起，下落高度h适当大些(过小，h不易测精确；过大，阻力影响造成的误差大)，二是多测几次取平均值。【例一】在“验证机械能守恒定律”的试验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=980m/s2。某同学选择了一条志向的纸带，用刻度尺测量时计数点对应刻度尺上的读数如图所示。图中O点是打点计时器打出
8、的第一个点，A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点。依据以上数据，可知重物由O点运动到B点时：(1)重力势能的削减量为多少?(2)动能的增加量是多少?(3)依据计算的数据可得出什么结论?产生误差的主要缘由是什么? 课后作业：1在“验证机械能守恒定律”的试验中，须要干脆测量和间接测量的数据是重物的()A质量B下落时间C下落高度D瞬时速度2选择纸带时，较为志向的是()A点迹小而清楚的B点迹粗的C第一、二点距离接近2mm的D纸带长度较长的(40-50cm)3在“验证机械能守恒定律”的试验中，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器、复写纸、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关。其中不必要的器材是_
9、。缺少的器材是_。4下列试验步骤中，合理的依次是A把重物系在夹子上，纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系重物的夹子，让夹子靠近打点计时器。B把打点计时器接入学生电源沟通输出端，输出电压调在6V。C把打点计时器固定在铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上。D拆下导线，整理器材。E接通电源，释放纸带。F断开电源，更换纸带。再进行两次试验。G在三条纸带中选取最合适的一条，再纸带上选几个点，进行数据处理。5.在“验证机械能守恒定律”的试验中，电源频率为50Hz。当地重力加速度g=98m/s2，测得所用重物质量是100kg，甲、乙、丙三同学分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第一、二两点间的距离分
10、别是018cm，019cm和025cm，可以看出其中一个人在操作上有误，详细缘由是_，选用其次条纸带，量得三个连续A、B、C到第一点的距离分别是1555cm、1920cm和2323cm，当打点计时器打在B点时，重物重力势能减小量为_J，重物的动能是_J。6.在“验证机械能守恒定律”的试验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度g=98m/s2，测得所用重物质量是100kg，试验中得到一条点迹清楚的纸带，把第一个点计作O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别是62.99cm、70.18cm、7776cm、8573cm，依据以上数据。
11、可知重物由O点运动到C点，重力势能的削减量为_J，动能的增加量等于_J。（取3位有效数字）。 7在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的试验中，对第一个计数点的要求为_。用_方法可以推断满意了这个要求。试验时必需知道重锤的动能增加量应小于重力势能削减量，而在试验计算中却可能出现动能增加量大于重力势能削减量，这是由于_。 8在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的试验中，(1)若应用公式v=gt计算即时速度进行验证，打点计时器所接沟通电的频率为50赫兹，甲、乙两条试验纸带，如图所示，应选_纸带好。(2)若通过测量纸上某两点间距离来计算即时速度，进行验证，设已测得点2到4间距离为s1,点0到3间距离为
12、s2，打点周期为T，为验证重物起先下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒、试验后，s1、s2和T应满意的关系为T=_。 试验:验证机械能守恒定律(新课标) 试验:验证机械能守恒定律新课标要求（一）学问与技能1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。2、驾驭验证机械能守恒定律的试验原理。（二）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探讨方法。（三）情感、看法与价值观通过试验验证，体会学习的欢乐，激发学习的爱好；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。培育学生的视察和实践实力，培育学生实事求是的科学看法。教学重点驾驭验证机械能守恒定律
13、的试验原理。教学难点验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小试验误差的方法。教学方法老师启发、引导，学生自主设计试验方案，亲自动手试验，并探讨、沟通学习成果。教学工具重物、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。教学过程（一）课前打算老师活动：课前布置学生预习本节试验。下发预习提纲，重点复习下面的三个问题：1、推导出机械能守恒定律在本试验中的详细表达式。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，下落过程中随意两点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=上式亦可写成该式左
14、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过程中重力势能的削减。等式说明，物体重力势能的削减等于动能的增加。为了便利，可以干脆从起先下落的O点至随意一点（如图1中A点）来进行探讨，这时应有：-本试验要验证的表达式，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。2、如何求出A点的瞬时速度vA？依据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A点的瞬时速度vA。图2是竖直纸带由下而上实际打点后的状况。从O点起先依次取点1，2，3，图中s1，s2，s3，分别为02点，13点，24点各段间的距离。依据公式，t=20.02s（纸带上随意两
15、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度。这些平均速度就等于是1，2，3，各点相对应的瞬时速度v1，v2，v3，.例如：量出02点间距离s1，则在这段时间里的平均速度，这就是点1处的瞬时速度v1。依次类推可求出点2，3，处的瞬时速度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。依据以上数值可以计算出随意点的重力势能和动能，从而验证机械能守恒定律。学生活动：学生看书明的确验的各项任务及试验仪器。复习用打点计时器测速度的试验，驾驭用打点计时器测量匀变速直线运动速度的方法。（二）进行新课老师活动：在学生起先做试验之前，老师应强调如
16、下几个问题：1、该试验中选取被打点纸带应留意两点：一是第一点O为计时起点，O点的速度应为零。怎样判别呢？2、是否须要测量重物的质量？3、在架设打点计时器时应留意什么？为什么？4、试验时，接通电源和释放纸带的依次怎样？为什么？5、测量下落高度时，某同学认为都必需从起始点算起，不能弄错。他的看法正确吗？为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？学生活动：思索老师的问题，探讨、沟通。选出代表发表见解。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、二两点间距离接近两年2mm的纸带进行测量；二是
17、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.2、因为不须要知道物体在某点动能和势能的详细数值，所以不必测量物体的质量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，以尽量削减重物带着纸带下落时所受到的阻力作用。4、必需先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。5、这个同学的看法是正确的。为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好。老师活动：听取学生汇报，点评，帮助学生解决困难。学生活动：学生进行分组试验。课余作业1、完成试验报告。2、完成如下思索题：（1）为进行“验证机械能守恒定律”的试验，有下列器材可
18、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。其中不必要的器材有：；缺少的器材是。（2）在验证机械能守恒定律时，假如以v22为纵轴，以h为横轴，依据试验数据绘出的图线应是，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于的数值。（3）在做“验证机械能守恒定律”的试验时，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。依据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此试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
19、运动的瞬时速度大小的表达式为_。要验证机械能守恒定律，为减小试验误差，应选择打下第_号和第_号计数点之间的过程为探讨对象。（4）某次“验证机械能守恒定律”的试验中，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，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB=m/s，重锤的动能EkB=J。从起先下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为J。依据纸带供应的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止起先到打出B点的过程中，得到的结论是。参考
20、答案：（1）不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。缺少的器材是低压沟通电源、重锤、刻度尺。（2）通过原点的直线、g.（3）（s6+s5+s4-s3-s2s1）/9T2，（s5+s6）/2T，1、5.（4）1.175，0.69，0.690.69，机械能守恒。教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参加学问的发觉过程是培育学生实力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素养的培育就成了镜中花，水中月。 5.9试验：验证机械能守恒定律(新课标) 中学物理课堂教学教案年月日课题5.9试验：验证机械能守恒定律课型新授课（2课时）教学目标学问与技能1
21、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度2驾驭验证机械能守恒定律的试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探讨方法情感、看法与价值观通过试验验证，体会学习的欢乐，激发学习的爱好；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观培育学生的视察和实践实力，培育学生实事求是的科学看法教学重点、难点教学重点驾驭验证机械能守恒定律的试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试验误差的方法教学方法探究、讲授、探讨、练习教学手段教具打算重物、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
22、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详细表达式，可以依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：可以依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，让学生分别依据牛顿运动定律和动能定理推导机械
23、能守恒定律，再一次熟识这个定律，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试验中的详细表达式。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，下落过程中随意两点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过程中重力势能的削减。等式说明，物体重力势能的削减等于动能的增加。为了便利，可以干脆从起先下落的O点至随意一点（如图1中A点）来进行探讨，这时应有：-本试验要验证的表达式，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
24、时速度。师：在做试验之前，我们首先要明确这样几个问题，首先这个试验须要什么器材?生：最简单想到的器材是重物、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，小夹子师：打点计时器的作用是什么?生：记录在纸带上打的点，用这些点来求出物体在经过某一点的速度师：低压沟通电源是不是必需的?生：低压沟通电源并不是必需的，假如采纳的是电火花计时器时，它所须要的电压是沟通220V，所以不须要低压电源师：重物选取的原则是什么?为什么?生：密度比较大，质量相对比较大，可以减小因为空气阻力带来的误差师：试验中还有哪些应当留意的地方?生：计时器要稳定在铁架台上，计时器平面与纸带限位孔调整在竖直
25、方向，铁架台放在桌边，计时器距地面的距离大约是1m师：这样做的目的是什么?生：计时器平面与纸带限位孔在竖直方向上的目的是减小摩擦以减小试验误差的产生，铁架台放在桌边有利于重物下落到地面上，计时器距地面的距离较大的目的是能够有足够的时间使重物下落，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算师：试验中的误差主要来源于哪里?生：重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带和计时器之间的摩擦力，计时器平面不在竖直方向上；纸带与计时器不平行：沟通电的频率不等于50Hz测量数据时的误差等等师：过程起先和终结位置是怎样选择的?生：试验用的纸带一般小于1m，从起始点起先大约能打出20个左右的计数点，终结位置的
26、点可以选择倒数第一个点或者倒数其次个点，从这一个点向前数46个点当起先的点师：这样选取的目的是什么?生：这样选取的目的是可以减小这两个点瞬时速度和两点之间的距离(高度h)测量的误差师：在数据处理时，是不是必需从打的第一个点起先呢?生：课文中有这样的句子“纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到重物下落过程中势能的改变”在第四节我们已经学习了重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点为参考点，势能的大小不必从起始点起先计算师：在试验中是不是要先进行测量重物的质量呢?生：不须要测量重物的质量，因为这个物理量在式子两边可以约掉师：试验中重物经过某一点的速度是怎样得到的呢?(投影展示学生的推导
27、过程，这个结论特别重要，肯定要让学生能够自己推导)2、如何求出A点的瞬时速度vA？依据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A点的瞬时速度vA。图2是竖直纸带由下而上实际打点后的状况。从O点起先依次取点1，2，3，图中s1，s2，s3，分别为02点，13点，24点各段间的距离。依据公式，t=20.02s（纸带上随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度。这些平均速度就等于是1，2，3，各点相对应的瞬时速度v1，v2，v3，.例如：量出02点间距离s1，则在这段时间里的平均速度，这就是点1处的瞬时速度v1。依次类推可求出点2，3，
28、处的瞬时速度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。依据以上数值可以计算出随意点的重力势能和动能，从而验证机械能守恒定律。学生活动：学生看书明的确验的各项任务及试验仪器。复习用打点计时器测速度的试验，驾驭用打点计时器测量匀变速直线运动速度的方法。4、描绘图像师：可以结合v-t图象了解瞬时速度和时间中点的平均速度相等的物理意义师：在处理纸带时，是不是要像我们以前做的那样，每隔五个点取一个计数点，也就是说每0.1s为一个时间间隔呢?生：假如时间间隔是0.1s，由于自由落体加速度较大，很简单出现纸带上点数不够用的状况，所以时间间隔不能太长师：下面
29、我们打算进行试验，在进行试验之前还应当做几件事情!首先是确定试验的步骤，大家分组探讨一下，然后得出一个比较合理的试验步骤(学生探讨试验的步骤，老师巡回指导，帮助实力较差的学生完成试验步骤)(参考试验步骤)1把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生电源和打点计时器接好2把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器旁边3接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重锤自由下落，打点计时器应当在纸带上打出一系列的点4重复上一步的过程，打三到五条纸带5选择一条点迹清楚且第l、2点间距离接近2mm的纸带，在起始点标上0，以后各点依次为1、2、3用刻
30、度尺测量对应下落的高度h1h2h3，记人表格中6用公式vn=hn+1+hn-1/2t，计算出各点的瞬时速度v1v2v3并记录在表格中各计数点l23456 下落高度 速度 势能 动能 结论 7计算各点的重力势能的削减量mgh。和动能的增加量1/2mvn2，并进行比较看是否相等，将数值填人表格内师：在其中的几步中，提到了要把数据填人表格，那么我们应当设计一个什么样的表格来适应于试验呢?(学生思索表格的设计方法，独立完成表格的设计)(参考表格) 老师活动：在学生起先做试验之前，老师应强调如下几个问题：1、该试验中选取被打点纸带应留意两点：一是第一点O为计时起点，O点的速度应为零。怎样判别呢？2、是否
31、须要测量重物的质量？3、在架设打点计时器时应留意什么？为什么？4、试验时，接通电源和释放纸带的依次怎样？为什么？5、测量下落高度时，某同学认为都必需从起始点算起，不能弄错。他的看法正确吗？为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？学生活动：思索老师的问题，探讨、沟通。选出代表发表见解。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、二两点间距离接近两年2mm的纸带进行测量；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.2、因为不须要知道物体在某点动能和势能的详细
32、数值，所以不必测量物体的质量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，以尽量削减重物带着纸带下落时所受到的阻力作用。4、必需先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。5、这个同学的看法是正确的。为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好。课余作业1、完成试验报告。2、完成如下思索题：（1）为进行“验证机械能守恒定律”的试验，有下列器材可供选用：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。其中不必要的器材有：；缺少的器材是。（2）在验证机械能守恒定律时，假如以v22为纵轴，以h为横轴，依据试验数
33、据绘出的图线应是，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于的数值。（3）在做“验证机械能守恒定律”的试验时，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。依据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此试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，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为_。要验证机械能守恒定律，为减小试验误差，应选择打下第_号和第_号计数点之间的过程为探讨对象。学生活动作业（4）某次“验证机械能守恒定律”的试验中，用6V、50
34、Hz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，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB=m/s，重锤的动能EkB=J。从起先下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为J。依据纸带供应的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止起先到打出B点的过程中，得到的结论是。参考答案：（1）不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。缺少的器材是低压沟通电源、重锤、刻度尺。（2）通过原点的直线、g.（3）（s6+s5+s4-s3-s2s1）/9T2，（s
35、5+s6）/2T，1、5.（4）1.175，0.69，0.690.69，机械能守恒。板书设计5.9试验：验证机械能守恒定律一、试验方法验证用自由落体运动中机械能守恒二、要留意的问题试验的误差来源三、速度的测量做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度教学后记教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参加学问的发觉过程是培育学生实力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素养的培育就成了镜中花，水中月。 高一物理机械能守恒定律复习学案高一物理机械能守恒定律复习学案5.8机械能守恒定律三维教学目标1、学问与技能（1）知道什么是机械
36、能，知道物体的动能和势能可以相互转化；（2）正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件；（3）在详细问题中，能判定机械能是否守恒并能列出机械能守恒的方程式。2、过程与方法（1）学会在详细的问题中判定物体的机械能是否守恒；（2）初步学会从能量转化和守恒的观点来说明物理现象，分析问题。3、情感、看法与价值观：通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。教学重点：驾驭机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容；在详细的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。教学难点：从能的转化和功能
37、关系动身理解机械能守恒的条件；能正确推断探讨对象在所经验的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、推断物体所具有的重力势能。教学方法：演绎推导法、分析归纳法、沟通探讨法。教学工具：投影仪、细线、小球、带标尺的铁架台、弹簧振子。教学过程：第八节机械能守恒定律（一）引入我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。我们把这三种形式的能量统称为机械能。（1）定义：物体的动能和势能之和称为物体的机械能。机械能包括动能、重力势能、弹性势能。（2）表达式：这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生改变？这节课我们就来探究这方面的问题。（二）进行新课1、
38、动能与势能的相互转化演示试验1：如图，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做试验。把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到肯定高度的A点，然后放开，小球在摇摆过程中，重力势能和动能相互转化。我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如图甲。假如用尺子在某一点拦住细线，小球虽然不能摆到C点，但摆到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度，如图乙。问题1：这个小试验中，小球的受力状况如何？各个力的做功状况如何？这个小试验说明白什么？学生活动：视察演示试验，思索问题，选出代表发表见解。小球在摇摆过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球能做功。AAC甲乙试验证明：小球在摇摆过程中
39、重力势能和动能在不断转化。在摇摆过程中，小球总能回到原来的高度。可见，重力势能和动能的总和保持不变。即机械能保持不变。演示试验2：如图，水平方向的弹簧振子。用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化。问题2：这个小试验中，小球的受力状况如何？各个力的做功状况如何？这个小试验说明白什么？NABCGF视察演示试验，思索问题。小球在往复运动过程中，竖直方向上受重力和杆的支持力作用，水平方向上受弹力作用。重力、支持力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有弹簧的弹力对小球能做功。试验证明：小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化。小球在往复运动过程中总能回到原来的高度，可见，弹性势能和动能的总和应当保持不
40、变。即机械能保持不变。总结：通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和是否真的保持不变？下面我们就来定量探讨这个问题。2、机械能守恒定律质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2，不计空气阻力，取地面为参考平面，试写出物体在A点时的机械能和B点时的机械能，并找到这两个机械能之间的数量关系。A点B点依据动能定理，有重力做功在数值上等于物体重力势能的削减量。由以上两式可以得到即即可见：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。同样可以证明：在只有弹力做功的物体
41、系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。（1）内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。这就是机械能守恒定律。（2）表达式：或（3）机械能守恒条件的理解1.从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无其它形式能量之间（如内能）转化；2.从系统做功的角度看，只有重力或弹力做功。（4）只有重力或弹力做功与只受重力或弹力作用的含义不同。1.只受重力或弹力；2.除重力或弹力外，还受其它力，但其它力不做功或其它力所做功代数和为零（如摆球的摇摆）。例1：A、B间，B与地面间摩擦不计，A自B上自由下滑过程中，A、B组成的系统只有重力和
42、A、B间的弹力（系统内的弹力）做功，A、B组成的系统的机械能守恒，但对B来说，A对B的弹力做功，但这个力对B来说是外力，B的机械能不守恒。同样对A来说，A的机械能不守恒。AB图1说明：假如问题中只有动能和重力势能的相互转化，没有涉及到弹性势能，此时机械能守恒的条件可以表述为：只有重力做功以后遇到的问题绝大多数都是这种情形。3、守恒定律的多种表达方式当系统满意机械能守恒的条件以后，常见的守恒表达式有以下几种：（1），即初状态的动能和势能之和等于末状态的动能和势能之和。（2），即动能（或势能）的增加量等于势能（或动能）的削减量。（3），即A物体机械能的增加量等于B物体机械能的削减量。例2：把一个小
43、球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆长为l，最大偏角为，小球运动到最低位置时的速度是多大？分析：这个问题干脆用牛顿其次定律和运动学的公式来处理，须要用高等数学。现在用机械能守恒定律求解。AlCO提问：你是怎样推断这种状况下机械能守恒的？解：选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面。小球在最高点时为初状态，初状态的动能Ek1=0，重力势能Ep1=mg(l-lcos）机械能Ek1+Ep1=mg(l-lcos)小球在最低点时为末状态，末状态的动能=重力势能末状态的机械能为依据机械能守恒定律有即所以=思索：你能不能干脆用牛顿其次定律和运动学的公式来处理这个问题？应用机械能守恒定律解题的优越性。
44、（1）机械能守恒定律解题的一般步骤1.依据题意选取探讨对象（物体或系统）2.明确探讨对象的运动过程，分析对象在过程中的受力状况，弄清各力做功的状况，推断机械能是否守恒。3.恰当地选取零势能面，确定探讨对象在过程中的始态或末态的机械能。4.依据机械能守恒定律的不同表达式列方程，并求解结果。（2）应用机械能守恒定律解题的优点机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律便利；应用机械能守恒定律解决问题，只需考虑运动的始、末状态，不必考虑两个状态之间过程的细微环节。假如干脆用牛顿运动定律解决问题，往往要分析过程中各个力的作用，而这些力往往又是改变的，因此一些难以用牛顿运动定
45、律解决的问题，应用机械能守恒定律则易于解决。实例探究对机械能守恒定律条件的理解例1：关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是（D）A做匀速直线运动的物体，机械能肯定守恒B做匀变速直线运动的物体，机械能肯定守恒C外力对物体所做的功等于0时，机械能肯定守恒D物体若只有重力做功，机械能肯定守恒例2：(2022年北京高考)如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是(C)解析：机械能
46、守恒的条件是：物体只受重力或弹力的作用，或者还受其它力作用，但其它力不做功，那么在动能和势能的相互转化过程中，物体的机械能守恒。依照此条件分析，ABD三项均错。巩固练习1、从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为的物体，它上升h后又返回下落，最终落在地面上，则下列说法中正确的是（不计空气阻力，以地面为参考面）（ACD）A物体在最高点时机械能为mg（Hh）B物体落地时的机械能为mg（Hh）mv2C物体落地时的机械能为mgHmv2D物体在落回过程中，经过阳台时的机械能为mgHmv22、质量均为的甲、乙、丙三个小球，在离地面高为h处以相同的动能在竖直平面内分别做平抛、竖直下抛、沿光滑斜面下滑，
47、则（ABC）A三者到达地面时的速率相同B三者到达地面时的动能相同C三者到达地面时的机械能相同D以上说法都不正确3、一个人把重物加速上举到某一高度，下列说法正确的是（ACD）A物体所受的合外力对它所做的功等于物体机械能的增量B物体所受合外力对它所做的功等于物体的动能的增量C人对物体所做的功和重力对物体所做的功的代数和等于物体机械能的增量D克服重力所做的功等于物体的重力势能的增量4、下列实例（均不计空气阻力）中的运动物体，机械能守恒的应是（BD）A被起重机吊起的货物正在加速上升B物体做平抛运动C物体沿粗糙斜面匀速下滑D一个轻质弹簧上端固定，下端系一重物，重物沿竖直方向做上下振动5、推证：做平抛和竖直上抛运动时的物体的机械能守恒。第25页 共25页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页