2020-2021学年高中物理-第四章-机械能和能源-第5节-验证机械能守恒定律教案3-粤教版必修2.doc

2020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 第5节 验证机械能守恒定律教案3 粤教版必修2

2020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 第5节 验证机械能守恒定律教案3 粤教版必修2

年级：
姓名：

- 6 -

第五节 验证机械能守恒
【教学内容分析】
1、《课程标准》对本节的要求：通过实验，验证机械能守恒定律。
2、机械能守恒定律是前人在大量实践和实验的基础上总结出来的一条非常重要的自然规律。教学中应使学生明白，学习物理最好的方法是再现前人探索物理知识、验证物理规律的过程。
3、本节内容是安排在“机械能守恒定律”之后的验证试验课，因此教学过程中要体现学生的自主性、合作精神，培养学生的知识迁移能力，创新意识。教学中要对学生渗透科学精神和人文素养的教育，培养学生勇于探索，积极合作，善于思考，不怕失败的精神。
4、实验数据处理和误差分析时，要特别提醒：在运动过程其机械能会略有减少，其原因是有阻力的作用。
【教学对象分析】
1、 学生的知识基础：学生已经学习过动能势能的概念，知道动能和势能之间可以进行相互转化，知道机械能守恒条件是只有重力（或只有弹力做功）做功。在教学过程中要让学生深刻体会机械能守恒的条件。
2、 学生的认知特点：虽然学生大部分已经十五六岁，但是思维方式仍然停留在具体的形象的思维方式上，对物体的运动状态分析能够很好的接受，但是通过做功来体会能量转化的特点，思维方法明显跟不上。
3、 学生的实验技能水平达不到自主完成实验的要求，部分学生动手能力和意识都没有，以为实验只是看看热闹，意识不到实验的关键是进行数据处理和误差分析。
【教学目标】
1、 知识与技能
（1）知道机械能守恒定律的内容和意义
（2）知道机械能守恒的条件
（3）会根据实验的要求，设计实验
2、过程与方法
（1）理解实验的方法和设计思路，明确实验中要直接观测的物理量
（2）能根据选择的实验方法，设计实验
（3）能正确的进行实验操作，能根据实验数据的分析得出结论
（4）能定性的分析产生实验误差的原因，炳会采取相应的措施减少实验误差。
3、情感、态度和价值观
（1）通过这个实验，培养学生的创新意识和探索能力
（2）通过汇报和交流，使学生了解实验方案的不足，实际操作的不便。
【教学重点】
1、 根据实验的要求，进行实验设计
2、 能分析实验误差产生的原因
3、 通过汇报和交流，使学生了解实验方案的不足，促使学生对实验方案进行改进。
【教学难点】
进行实验方案设计，对实验方案进行改进对于基础较差的学生而言太难。
【教学用具】
多媒体，分组实验器材：铁架台，打点计时器，开关，导线，纸带，重锤等
【教学流程图】

实验目的
实验原理
实验方案设计
分组实验
方案一：利用只受重力的运动—自由落体运动，验证机械能守恒
方案二：利用受重力和其他力的作用，但是其他力不做功的运动—单摆运动验证机械能守恒
实验步骤，实验指导
实验数据采集和数据处理，误差分析

【教学过程设计】
教学环节和教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
引入课题
什么是机械能守恒？

回顾机械能守恒的理论推导过程
思考，回顾
熟悉机械能守恒的基本概念
如何验证机械能守恒？通过讨论，提出验证机械能守恒的设想和方案
机械能守恒条件是什么？
理解记忆
通过引导，从简单的运动过程开始探究
方案一：利用自由落体运动来验证其运动过程中机械能守恒
为什么要选择重物作为验证对象？较轻的物体可以吗？
打点计时器如何使用？
如何测量重物下降的高度和速度？

思考
回答
设计实验步骤
引导学生选择实验器材，设计实验步骤
实验操作过程体验
引导学生进行实验
学生实验
培养学生团结协作的精神，培养学生的动手能力
实验数据处理及误差分析
引导学生进行计算
计算重力势能的减少量和动能的增加量
讨论与交流
培养学生的交流合作，口头表达能力和分析问题的能力
方案二：利用单摆运动，来验证单摆运动中机械能守恒

运用不同的运动形式来验证机械能守恒，虽然摆球收到拉力的作用，但是拉力不做功，探讨这个过程中动能的增加量和摆球势能的减少量的关系
讨论与交流
多种实验方案，
多次实验过程，来加深学生对机械能守恒的理解
课题总结，汇报与交流
学到了什么，有哪些不足？是否严重了机械能守恒定律？进行了哪些观测？遇到了哪些困难？哪些观测数据对实验的影响较大？
讨论与交流
激发学生学习兴趣，加深巩固学习成果

【板书设计】
第五节 验证机械能守恒定律
一、实验目的
通过研究物体运动过程中的______和___________变化，
验证机械能守恒定律．
二、实验原理
1．针对只有重力做功的情形，研究其运动过程，比较物体__________变化量与______变化量，若满足ΔEp＝－ΔEk，则说明机械能守恒．
2．比较运动过程中两个状态的机械能．若满足Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，也说明机械能守恒．

三、实验步骤

1．如右图所示把打点计时器安装在铁架台上，并将打点计时器接到电源上．
2．把纸带的一端和钩码用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近．
3．先接通电源，然后松手让重物带着纸带自由下落．
4．重复几次，得到3～5条打好点的纸带．
5．在打好点的纸带中挑选一条点迹清晰的纸带，在起始点标上O，以后的点依次标上1、2、3…，用刻度尺测出对应下落的高度h1、h2、h3…，并计算相应的重力势能减少量mghn.
6．应用公式vn＝计算各点对应的瞬时速度，并计算相应的动能mv.
7．比较mv与mghn是否在误差范围内相等．

【教学反思】
1、 在学生思维能力还不足以设计实验方案的前提下，如何指导学生设计合理的实验方案。
2、 学生的动手能力不强，如何指导学生实验，而不包办实验。
3、 讨论与交流的过程中，如何提高学生讨论的积极性，控制讨论的范围和课堂讨论的效率。