《实验：验证机械能守恒定律》教学设计

第 页 共 4 页1 实验 验证机械能守恒定律实验 验证机械能守恒定律 教学设计教学设计 设计思想设计思想 高三教学中 以往比较重视实验结果 而轻视过程 针对学生背实验 记实验现状 在新课程三维目标教学理念的指导下 我将突破以教师为中心 开展以学生实验为中 心 以教师引导 小组合作为主要方式的实验探究 实验教学注重学生学习过程的体 验 培养学生善于提出实验需要研究的问题 尝试对物理实验结果进行预测判断 主 动思考解决问题的办法 灵活地应用物理学的思想与方法有效地解决问题 能正确地 表述实验结果 并对实验数据和结果进行科学地分析和评估 教材分析教材分析 机械能守恒定律在物理学理论和应用方面十分重要 是高中物理的重点内容 为今 后学习动量守恒 电荷守恒等守恒定律打下基础 起到了承上启下的作用 但这种思 想和有关的概念 规律 由于其抽象性强 学生要真正的掌握和灵活运用还是很困难 本节内容安排在学习机械能守恒定律之后 目的是为了使学生在理论上对机械能守恒 定律有所了解的基础上 通过实验测量及对实验数据的分析处理 对机械能守恒定律 及条件有深刻的认识 学情分析学情分析 学生已经掌握了动能 重力势能等概念以及动能定理 机械能守恒定律等定理 定 律 知道功是能量转换的量度以及机械能守恒的条件 学生已具备一定的实验操作技 能 会用打点计时器等实验仪器 具备一定的数据处理能力 因此 在本节的教学中 应注意知识的深化和科学研究方法 情感态度的教育 避免知识的简单重复和没有新 意 教学目标 教学目标 一 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 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研究方 法 三 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 教学重点 掌握验证机械能守恒定律的实验原理 教学难点 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 教学方式 教学方式 教师启发 引导 学生自主设计实验方案 亲自动手实验 并讨论 交流学习 第 页 共 4 页2 成果 教学用具 教学用具 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 教学流程图教学流程图 教学过程教学过程 一 复习回顾 1 什么叫做机械能守恒定律 2 机械能守恒的条件是什么 二 新课教学 小实验引入实验教学 教师活动 在学生开始做实验之前 老师应强调如下几个问题 多媒体投影 1 是否需要测量重物的质量 选择重物时 选轻一点的好还是重一点的好 为什 么 2 在安装打点计时器时应注意什么 为什么 3 实验时 接通电源和释放纸带的顺序怎样 为什么 4 测量下落高度时 某同学认为都必须从起始点算起 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 5 该实验中选取被打点纸带应注意两点 一是第一点O为计时起点 O点的速度 应为零 怎样判别呢 可不可以回避此问题 学生活动 思考老师的问题 讨论 交流 选出组代表发表见解 1 因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值 所以不必测量物体的质量 m 而只需验证就行了 nn ghv 2 2 1 2 打点计时器要竖直架稳 使其两限位孔在同一竖直平面内 以尽量减少重物带 着纸带下落时所受到的阻力作用 3 必须先接通电源 让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落 4 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 5 因为打点计时器每隔 0 02 s 打点一次 在最初的 0 02 s 内物体下落距离应为 0 002 m 所以应从几条纸带中选择第一 二两点间距离接近两年 2 mm 的纸带进行测 复习回顾 新课引入师生互动 学生分析讨论 学生分组实验 得出实验结论误差分析 学生数据处理方法探究 能力提升训练 第 页 共 4 页3 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 02 s 可以 回避我们可以选取A B 两点 比较它们的机械能EA和EB 若以点B为 0 势能点 则 需验证 即可 ABAB hgvv 22 2 1 2 1 教师活动 听取学生汇报 点评 帮助学生解决困难 学生活动 学生进行分组实验 数据处理方法讨论 得出实验结论 学生进行误差 分析 总结如何减小误差 教师活动 多媒体投影学生实验数据 及处理过程 总结提炼学生观点 适当发问 三 课堂提升训练 1 为进行 验证机械能守恒定律 的实验 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 如果以为纵轴 以h为横轴 根据实验数据绘 2 2 1 v 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 板书设计板书设计 实验 验证机械能守恒定律 一 实验方法 验证自由落体运动中机械能守恒 二 要注意的问题 三 速度的测量 四 描点作出图线hv 2 五 实验的误差来源 作业设计作业设计 在验证机械能守恒定律的实验中 使质量 m 0 30 kg 的重物自由下落 打点计时 器在纸带上打出一系列的点 已知打点计时器每隔 T 0 02 s 打一个点 当地的重力 加速度为 g 9 8 m s2 1 同学甲选取一条纸带如图所示 在点迹较清晰的部分选取某点 O 作为起始点 图中 A B C D 为纸带上选取的四个连续点 根据 vC 计算出 C 点的速度 然 h1 h2 2T 后利用 mgh mv 验证机械能守恒定律 这样处理存在的错误是 1 22 C 2 同学乙利用同学甲的纸带测量出 OB 15 55 cm OC 19 20 第 页 共 4 页4 cm OD 23 23 cm 根据测量数据计算重物和纸带下落的加速度 a m s2 进 一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力 Ff N 3 同学丙通过实验得到一条纸带 测量出了各计数点到打点计时器打下第一个点 的距离 h 算出了各计数点对应的速度 v 以 h 为横轴 以 v2 为纵轴画出了如图 6 所示的图线 图线未过原点 1 2 O 试分析同学丙在实验操作过程中可能出现的问题是 3 某同学利用如图所示的实验装置验证机械能 守恒定律 该同学经正确操作得到打点纸带 在纸带后 段每两个计时间隔取一个计数点 依次为 1 2 3 4 5 6 7 测量各计数点到第一 个点的距离 h 并正确求出打相应点时的速度 v 各计数点对应的数据见下表 请在坐标图中 描点作出 v2 h 图线 由图线可知 重锤下落的加速度 g m s2 保留三位有效数字 若当地的重力加速度 g 9 80 m s2 根据作出 的图线 能粗略验证自由下落的重锤机械能守恒的依据是 教学评价 数点 1234567 h m 0 3 17 0 3 68 0 4 23 0 4 81 0 5 4 0 6 05 0 6 76 v m s 1 2 4 75 2 6 5 2 8 25 2 9 253 13 4 3 6 25 v2 m2 s 2 6 1 26 7 0 23 7 9 81 8 5 56 9 6 1 11 56 13 14 第 页 共 4 页5 现在我校在物理教学中对实验探究的重视程度都有所提高 学生的实验操作能力也 较前几届有所增强 这对提高我校物理的教学质量 培养学生的能力 有着很好