5.9 實驗：驗證機械能守恒定律(新課標)

高中物理課堂教學教案       年   月    日
 
課 題 §5.9 實驗：驗證機械能守恒定律 課 型 新授課（2課時）   
教   學  目   標 知識與技能
    1.會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度.
    2.掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理.
    過程與方法
    通過用紙帶與打點計時器來驗證機械能守恒定律，體驗驗證過程和物理學的研究方法.
    情感、態度與價值觀
    通過實驗驗證，體會學習的快樂，激發學習的興趣；通過親身實踐，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學觀.培養學生的觀察和實踐能力，培養學生實事求是的科學態度.
   
教學重點、難點 教學重點
    掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理.
教學難點
    驗證機械能守恒定律的誤差分析及如何減小實驗誤差的方法.
   
教 學 方 法  探究、講授、討論、練習   
教  學 手 段 教具準備
    重物、電磁打點計時器以及紙帶、復寫紙片、低壓電源及兩根導線、鐵架臺和鐵夾、刻度尺、小夾子.
   
教 學 活 動
[新課導入]
    師：上一節課我們學習了機械能守恒定律，我們首先采復習一下什么叫做機械能守恒定律?
    生：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動能與勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變.這叫做機械能守恒定律.
    師：機械能守恒的條件是什么?
    生：只有重力和彈力做功.
    師：自由落體運動中機械能是不是守恒?
    生：自由落體運動中物體只受到重力的作用，這個過程只有重力做功，所以機械能是守恒的.
    師：我們要想推導出機械能守恒定律在自由落體中的具體表達式，可以根據什么來進行推導呢?
    生1：可以通過牛頓運動定律進行推導.
    生2：可以根據動能定理進行推導.
(投影展示與一個自由落體運動相關的題目，從題目中知道有關的物理量，讓學生分別根據牛頓運動定律和動能定理推導機械能守恒定律，再一次熟悉這個定律，并為本節課的教學打下基礎)
[新課教學]
1、推導出機械能守恒定律在本實驗中的具體表達式。
在圖1中，質量為m的物體從o點自由下落，以地作零重力勢能面，下落過程中任意兩點a和b的機械能分別為：

ea= ，    eb=
如果忽略空氣阻力，物體下落過程中的機械能守恒，于是有
ea=eb，即 =
上式亦可寫成
該式左邊表示物體由a到b過程中動能的增加，右邊表示物體由a到b過程中重力勢能的減少。等式說明，物體重力勢能的減少等于動能的增加。為了方便，可以直接從開始下落的o點至任意一點（如圖1中a點）來進行研究，這時應有： ----本實驗要驗證的表達式，式中h是物體從o點下落至a點的高度，va是物體在a點的瞬時速度。