高中物理第7章机械能守恒定律9实验：验证机械能守恒定律课件新人教版必修

配套K12学习（小初高）

配套K12学习（小初高） 9．实验：验证机械能守恒定律

三维目标

知识与技能

1．要弄清实验目的，本实验为验证性实验，目的是利用重物的自由下落验证机械能守恒定律；

2．要明确实验原理，掌握实验的操作方法与技巧、学会实验数据的采集与处理，能够进行实验误差的分析，从而使我们对机械能守恒定律的认识，不止停留在理论的推导上，而且还能够通过亲自操作和实际观测，从感性上增加认识，深化对机械能守恒定律的理解；

3．要明确纸带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法。

过程与方法

1．通过学生自主学习，培养学生设计实验、采集数据，处理数据及实验误差分析的能力；

2．通过同学们的亲自操作和实际观测掌握实验的方法与技巧；

3．通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法；

4．通过实验过程使学生体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑。

情感态度与价值观

1．通过实验及误差分析，培养学生实事求是的科学态度，激发学生对物理规律的探知欲；

2．使学生通过实验体会成功的乐趣与成就感，激发对物理世界的求知欲；

3．培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同的见解。

教学重点

实验原理及方法的选择及掌握。

教学难点

实验误差分析的方法。

教学方法

预习设计──实验观察──数据处理──归纳总结。

教师启发、引导，学生自主阅读、思考，亲自动手实验，并讨论、交流学习成果。

教学用具

电火花计时器（或电磁打点计时器）；重物（质量300g±3g）及纸带；天平（秤量大于300g）及砝码；铁架台、复夹、烧瓶夹；电源。

教学过程

［新课导入］

上节课我们从理论上学习了机械能守恒定律，我们从定律内容及守恒条件上初步理解了机械能守恒定律，这一节将通过实验来研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，从而验证机械能守恒定律。

［新课教学］

【实验目的】

- 1 - §7.9 实验：验证机械能守恒定律 教案

课 题 §7.9 实验：验证机械能守恒定律 课 型 新授课（2课时）

教

学

目

标 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．

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．

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、难点 教学重点

掌握验证机械能守恒定律的实验原理．

教学难点

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

法

探究、讲授、讨论、练习

教

学

手

段 教具准备

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．

- 2 - 教

学 活 动

[新课导入]

师：上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具体表达式，可以根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：可以根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，让学生分别根据牛顿运动定律和动能定理推导机械能守恒定律，再一次熟悉这个定律，并为本节课的教学打下基础)

1 7.8 机械能守恒定律

项目 内容

课题 7.8 机械能守恒定律 修改与创新

教学

目标 1、知识与技能

（1）知道什么是机械能，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）在具体问题中，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）学会在具体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解释物理现象，分析问题。

3、情感、态度与价值观：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、

难点 教学重点：掌握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；在具体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：从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件；能正确判断研究对象在所经历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、判断物体所具有的重力势能。

教学

准备 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 （2）表达式：Ｅ＝ＥＫ＋ＥＰ

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变化？这节课我们就来探究这方面的问题。

（二）进行新课

1、动能与势能的相互转化

演示实验1：如图，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A点，然后放开，小球在摆动过程中，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。如果用尺子在某一点挡住细线，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：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么？学生活动：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。小球在摆动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。

1 高一物理机械能守恒定律测试

说明：请将答案填在答案卷上

一、不定项选择题（每小题6分，8小题共48分）。

1、由一重2 N的石块静止在水平面上，一个小孩用10 N的水平力踢石块，使石块滑行了1 m的距离，则小孩对石块做的功

A、等于12 J B、等于10 J

C、等于2 J D、因条件不足，无法确定

2、一起重机吊着物体以加速度a（a < g）竖直加速下落一段距离的过程中，下列说法正确的是

A、重力对物体做的功等于物体重力势能的增加量

B、物体重力势能的减少量等于物体动能的增加量

C、重力做的功大于物体克服缆绳的拉力所做的功

D、物体重力势能的减少量大于物体动能的增加量

3、某汽车的额定功率为P，在很长的水平直路上从静止开始行驶，下列结论正确的是

A、汽车在很长时间内都可以维持足够的加速度做匀加速直线运动

B、汽车可以保持一段时间内做匀加速直线运动

C、汽车在任何一段时间内都不可能做匀加速直线运动

D、若汽车开始做匀加速直线运动，则汽车刚达到额定功率P时，速度亦达最大值

4、质量为m的滑块沿着高为h，长为L的粗糙斜面恰能匀速下滑，在滑块从斜面顶端下滑到低端的工程中

A、重力对滑块所做的功等于mgh B、滑块克服阻力所做的功等于mgh

C、合外力对滑块所做的功等于mgh D、合外力对滑块所做的功为零

5、物体从高为H处自由落下，当它的动能和势能相等时，物体离地面的高度h和它的瞬时速度的大小v为：

A、h =21H，v =gH B、h =43H，v =gH6

C、h =21H，v =gH2 D、h =41H，v =gH2

6、一个原长为L的轻质弹簧竖直悬挂着。今将一质量为m的物体挂在弹簧的下端，用手托住物体将它缓慢放下，并使物体最终静止在平衡位置。在此过程中，系统的重力势能减少，而弹性势能增加，以下说法正确的是 2 A、减少的重力势能大于增加的弹性势能 B、减少的重力势能等于增加的弹性势能