高一物理必修2《机械能守恒定律》教学设计

高一物理必修2《机械能守恒定律》教学设计实验六　验证机械能守恒定律高三备课组考点要求：本实验是高考物理学科必考的力学实验内容。实验能力的要求：能独立地完成考纲中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制订解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。 根据考点要求及实验能力要求，本节课的教学设计撰写如下： 教学目标：1.知识与技能：通过复习验证机械能守恒定律实验的原理、器材装置、操作过程、数据采集、数据分析、得出结论并评价误差。2.过程与方法：通过对验证机械能守恒定律实验各个环节的复习，并通过高考真题、模拟题练习，提升学生的解答实验题的能力。3.情感、态度与价值观：通过对验证机械能守恒定律实验的复习，提升学生解答高考实验题的信心、培养学生认真对待实验题的态度、认识到解答实验题能力的价值。 教学重点：1.实验原理与实验操作2.数据处理与误差分析3.实验的改进与创新 教学难点：实验的改进与创新 教具准备：笔记本电脑、投影仪、教学课件 课时安排：1　课时 教学过程： 一　情境引导，激发欲望(海南单科) 现要通过实验验证机械能守恒定律．实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t．用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作图．（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减少量可表示为                  ，动能的增加量可表示为                   ．若在运动过程中机械能守恒，（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律与s的关系式为（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律=                  （2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律所示．（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律     以s为横坐标，（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律为纵坐标，在图2所示的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k = ______×104 m-1s-2（保留3位有效数字）． （陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律二　组内合作，自学讨论1.验证机械能守恒定律的实验原理已知：右图中相临两点间的时间间隔为T，重力加速度为g(1)用右图中纸带中的O点到B点的测量值验证，则减少的重力势能：　　　　　　　　　，增加的动能：　　　　　　　　　　　　　　(2) 用右图中纸带中的A点到B点的测量值验证，则减少的重力势能：　　　　　　　　　，增加的动能：　　　　　　　　　 2.验证机械能守恒定律的实验器材与装置　　铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)。 （陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律3.验证机械能守恒定律的实验原理步骤(1) 将打点计时器竖直安装在铁架台上(2) 将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带(3) 接通电源，再松开纸带，让重物自由下落(4) 取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验  (5) 选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律,（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律,（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律…（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律，计算出对应的瞬时速度（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律,（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律,（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律…（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律(6) 分别算出（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律和（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律，在实验误差范围内看是否相等4.验证机械能守恒定律的实验数据处理(1) （陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律的测量(2) （陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律的测量：从纸带上（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律点到（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律点间的平均速度为第（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律点的瞬间速度5.验证机械能守恒定律的实验结论：   在实验误差充许的范围内，重锺在下落的过程中，减少的重力势能与增加动能相等，机械能守恒。三　班内交流，确定难点根据学生交流讨论所反馈的情况，确定难点 四　点拨精讲，解难释疑（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律考点一　实验原理与操作[典例1]　在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50 Hz，依次打出的点为0,1,2,3,4…n。则： (1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为__________、_______、________，必须计算出的物理量为____________、___________，验证的表达式为_____________。(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是________(填写步骤前面的字母)。A．将打点计时器竖直安装在铁架台上B．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落C．取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验D．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带E．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律,（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律,（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律…（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律，计算出对应的瞬时速度（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律,（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律,（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律…（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律F．分别算出21mvn2和mghn，在实验误差范围内看是否相等考点二　实验创新[典例2]　用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示。已知m1＝50 g、m2＝150 g，则(计算结果保留两位有效数字)（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律(1)在纸带上打下计数点5时的速度v ＝______ m/s。(2)在计数点0～5过程中系统动能的增量ΔEk＝________ J。为了简化计算，设g＝9.8 m/s2，则系统势能的减少量ΔEp＝________ J。(3)实验结果显示ΔEp＞ΔEk，那么造成这一现象的主要原因是　　　　　　　　　　　　　。(4)在本实验中，若某同学作出了21v2­h图像，如图丙，h为从起点量起的长度，则据此得到当地的重力加速度g＝________ m/s2。  [典例 3] 某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像。（陈辉原创）实验六验证机械能守恒定律  (1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨  上，轻推滑块，当图乙中的Δt1________Δt2(选填“>”“＝”或“