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实验：验证机械能守恒定律 （公开课教案）授课时间：2012年6月5日授课人：宋大荣●实验目的和原理该实验的目的是验证物体只有重力做功时，机械能守恒.当物体做自由落体运动时,只有重力做功,增加的动能应等于减少的重力势能,即验证|ΔE k |=|ΔE p |.mgh mv =221 ●实验装置及要求实验装置如图6-5-1所示，因实验中要测重锤下落的高度h 和下落过程中的速度v ,故采用“留迹法”记录下重锤下落过程中的各个位置，打点计时器、纸带等装置作用即在此,因该实验中比较的是重锤自由落下一定高度时的ΔE k 和ΔE p 的大小关系,因而需要记下重锤下落的初始位置.实验时先用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器的地方,然后给打点计时器接通电源,待振动稳定时再放开纸带.●数据处理为使实验原理更简单,让振针打第一个计数点的初速度为零，须挑选纸带上第一、二两点间的距离接近2 mm,使0212-=∆mv E K ,在纸带上记下该点的位置O ，并在纸带上从离位置O 较远处开始依次选取几个连续的点1、2、3……并用刻度尺依次测出各点到位置O 的距离.如图所示，这些距离就是重锤从静止开始运动到点1、2、3……时下落的高度h 1、h 2、h 3……利用匀变速直线运动的物体中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度求出各点对应的重锤速度Th h v n n n 211-+-=，比较重锤下落各不同高度时增加的动能 mv n 2和减少的重力势能mgh n 是否相等，从而验证机械能是否守恒.●误差分析 因重锤自由下落时忽略阻力作用，所以在实验中应尽量减小由于纸带的阻力产生的系统误差.实验中，应选用密度较大些的重锤以减小空气对纸带的阻力，打点计时器应竖直架稳固定,纸带竖直拿高以减小限位孔对纸带的阻力，复写纸应放在纸带的上面使振针间接接触纸带,以减小振针对纸带的阻力，有条件的最好选用电火花计时器.另外g 要取当地的重力加速度，若未指明,则g 取9.8 m/s 2.由于测量长度带来的是偶然误差，减小该误差的办法是在测量下落高度时，一是选取的各计数点要离起始点O 远些，可减小由于测物体下落高度h 带来的相对误差；二是多测几次取平均值.●注意事项1.由于n n mgh mv =221 式中都含有m ，因此本实验中不需要测重锤的质量m . 2.实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源，让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的小点.3.因重物自由下落时的加速度较大，每两个计数点间的时间间隔不一定取连打5个点的时间间隔为计时单位.●重点、难点、疑点剖析【例1】 在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50 Hz ，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量各计数点对应刻度尺上的读数如图所示.(图中O 点是打点计时器打出的第一个点，A 、B 、C 、D 、E 分别是每打两个点取出的计数点)根据纸带要求计算：(1)若重锤的质量为m ，则重锤从开始下落到打B 点时，减少的重力势能是多少?(2)重锤下落到打B 点时增加的动能为多大?(3)从上述数据可得出什么结论?解析:(1)重锤从开始下落到打B 点时减少的重力势能为：ΔE p 减=mgh =mg OB =9.8×0.195 0m J=1.911m J.(2)重锤下落到打B 点时的速度为v B =(S AB +S BC )/2T =(0.280 5-0.125 0)/(2×0.04) m/s=1.943 8 m/s则物体从开始下落到打B 点增加的动能为ΔE k 增=mv B 2/2=(1.943 8)2m /2 J= 1.889m J.(3)在实验误差允许的范围内重锤重力势能的减少量等于其动能的增加量，故重锤机械能守恒. 归纳:重锤减少的重力势能略大于其增加的动能的原因是：重锤在下落时要受到阻力的作用(打点计时器对纸带的摩擦阻力,空气阻力等),重锤克服阻力做功要损失一部分机械能.●变式实验【例2】 利用如图6-5-4所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，按正确的实验操作得到几条纸带.一位同学选取了一条头两点间的距离明显小于2mm 的纸带进行标点（标出0、1、2、3……各实际点迹），测出各点与0点的高度差h 1、h 2、h 3……那么能否用它正确计算比较点n 位置处的动能与重力势能的对应关系（n ＝2,3，4……），即能否验证n n mgh mv =221？为什么？若不能验证，则应如何改进？解析:实验时先接通电源,在纸带上记下初始位置，然后放开纸带.最理想的情况是在振针刚好打在纸带上的一瞬间释放纸带，纸带上的头两点的间隔就是自由落体在第一个0.02 s 内下落的位移，即mm mm gt h 296.12121≈==，但这种情况很少，通常是在振针两次敲击纸带之间的某个时刻松手，虽重锤做自由落体，但头两点间的距离h 1所经历的时间小于0.02 s ，所以h 1＜2 mm ，即等效为振针打首点的速度不为零，不能验证n n mgh mv =221。
机械能守恒定律公开课40分钟机械能守恒定律是力学中一条重要的守恒定律，它描述了一个封闭系统内的机械能总量保持不变的现象。
本文将通过一个40分钟的公开课，向大家介绍机械能守恒定律的概念、公式及应用，并带领大家进行一些简单的实验和计算。
希望通过这节公开课，大家能更加深入地理解机械能守恒定律的重要性和应用价值。
一、导入部分（5分钟）大家好，欢迎参加这节关于机械能守恒定律的公开课。
在我们开始正式学习之前，我想先向大家提问：在物理世界中，我们经常能观察到哪些有关机械能的现象呢？让我们一起来思考这个问题。
二、机械能守恒定律的概念及表达（10分钟）机械能守恒定律指出，在一个封闭的系统中，系统的机械能总量保持不变。
机械能可以分为动能和势能两部分，动能是由物体的质量和速度决定的，势能则与物体的位置和形状有关。
根据机械能守恒定律，一个系统中动能的增加必然伴随着势能的减少，反之亦然。
机械能守恒定律的表达式为：E = K + U，其中E表示系统的机械能总量，K表示动能，U表示势能。
这个公式非常简洁而直观，通过它我们可以更好地理解机械能的变化和相互转化。
三、实验演示（15分钟）为了更好地理解机械能守恒定律，我准备了一个简单的实验来演示它。
请注意，这个实验需要大家的互动参与。
（演示步骤省略，可根据实际情况自行设计实验）通过这个实验，我们可以看到小球在高处具有很大的势能，但速度比较小；而在低处速度增加，势能减小，但机械能总量保持不变。
这就是机械能守恒定律的一个实例。
四、机械能守恒定律的应用（10分钟）机械能守恒定律在实际中有着广泛的应用。
其中最为常见的应用之一就是机械能转换。
例如，我们可以通过一台起重机将重物从地面抬升到楼顶，机械能被转化为势能。
同样，我们可以通过使用滑轮将势能转化为动能，使物体快速下降。
此外，机械能守恒定律也适用于弹簧系统、摆锤系统等。
通过对这些系统的研究和计算，我们可以更好地控制和利用机械能，提高机械设备的效率和稳定性。
观摩教学《机械能守恒定律》教学设计蒙城二中物理组李振【教材分析】机械能守恒定律一节的内容与本章的各节内容有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环，机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上，而机械能守恒定律又是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况，守恒定律在物理学理论和应用方面十分重要，不同运动形式的转化和守恒的思想能指引我们揭露自然规律、取得丰硕成果．物质运动的转化是普遍的，守恒反映了运动转化间的关系，没有转化就不会有守恒．教学过程回顾已学知识，通过几个具体实例，先明确动能和势能的相互转化的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的理论探究，联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性。
学生在此前已经历了探究守恒量，重力势能的概念和弹性势能的表达式的学习，知道机械能的概念，了解力做功过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，这些知识是本节内容学习的基础。
本节教学内容的重点是通过机械能守恒定律的推导知道机械能守恒定律的含义，理解机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用；而正确分析物体系统内所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒及定律的应用是学生学习中的难点。
在教学设计时，力图通过生活实例，展示相关情景，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究，体现“从生活走向物理”的理念。
通过建立物理模型，由浅入深进行探究，让学生领会科学的研究方法，并通过规律应用巩固知识，初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法，体会科学探究中的守恒思想，体会物理规律对生活实践的作用，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学价值观。
【学情分析】通过前几节内容的学习，学生知道了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功将使弹性势能发生变化，合外力的功将引起物体动能的变化。
使学生看到曾在初中阶段学过的一些定性的东西逐渐找到了定量方面的联系，对功能关系的认识加深了，也萌发了继续探究的兴趣。
实验验证机械能守恒定律公开课日期:汇报人：•实验目的和背景•实验原理和方法•实验步骤和数据记录•实验结果和误差分析•实验结论和应用拓展目•其他相关知识和问题录CHAPTER实验目的和背景01实验目的实验背景机械能守恒定律是物理学中的一个基本定律，它描述了在一个封闭系统中，动能和势能可以相互转化，但总能量保持不变的现象。
实验是理解和掌握物理规律的重要手段，通过实验验证机械能守恒定律，可以加深对这一规律的理解和应用。
本实验将通过具体实验装置和测量仪器，观察和分析物体在运动过程中动能和势能的转化，验证机械能守恒定律的正确性。
CHAPTER实验原理和方法02机械能守恒定律机械能守恒的条件机械能守恒定律的意义机械能守恒定律的定义实验原理实验步骤CHAPTER实验步骤和数据记录03实验步骤包括斜面、小车、重物、光电门等。
准备实验器材搭建实验装置开始实验重复实验将斜面与小车放置在水平桌面上，调整斜面的角度，安装光电门。
打开光电门，将重物从斜面释放，小车在摩擦力的作用下开始运动，同时光电门记录小车通过的时间。
改变斜面的角度，重复上述步骤，记录多组数据。
记录实验数据处理实验数据数据记录1数据处理和分析23比较不同组数据的差异，分析斜面的角度、重物的质量、小车的质量等因素对小车速度的影响。
分析数据根据实验数据，计算重物的重力势能和小车的动能之和，验证是否等于小车的动能的改变量。
验证机械能守恒定律分析实验过程中可能存在的误差来源，如摩擦力、空气阻力等，评估其对实验结果的影响。
误差分析CHAPTER实验结果和误差分析04实验结果摩擦阻力在实验过程中，由于导轨和滑块之间的摩擦，会对滑块的下滑产生一定的阻力，从而影响实验结果。
空气阻力在自由落体运动中，空气阻力是不可忽略的因素之一。
由于空气阻力的存在，会使物体受到一个向上的阻力，从而影响实验结果。
测量误差在实验过程中，需要多次测量并记录数据。
由于测量工具和人为因素的影响，可能会导致测量误差，从而影响实验结果。
物理优质课观摩记录
【观摩课标题】：《力学中的能量转换与守恒》优质公开课
【观摩时间】：2022年3月15日
【执教教师】：张老师
【教学内容记录】：
本次观摩的物理优质课以“力学中的能量转换与守恒”为主题，张老师首先通过生动有趣的动画视频引入课题，展示了生活中常见的能量转换现象，如荡秋千、弹跳球等，激发学生对能量转换和守恒定律的兴趣。
课堂上，张老师运用实验演示的方式，让学生亲手操作动能与势能相互转化的小车实验，并引导他们观察记录数据，分析能量在运动过程中的变化规律。
同时，他采用互动式电子白板进行动态模拟，直观展示不同情境下的能量转换过程，使抽象的概念具象化。
在讲解能量守恒定律时，张老师引用生活实例，如滑梯上的儿童、滚动下坡的轮胎等，让学生理解并认识到无论能量如何转换，系统总能量始终保持不变这一基本原理。
他还设计了小组讨论环节，鼓励学生探讨能量转换在日常科技产品中的应用，进一步深化对知识的理解和应用能力。
【教学方法与手段评价】：
张老师的教学方式新颖且富有创意，巧妙地结合了现代信息技术与传统实验教学法，使得理论知识的学习更加生动活泼。
他的授课语言清晰明快，逻辑性强，有效调动了学生的主动性和参与度，体现了以学生为主体的教学理念。
【总结】：
此次观摩的优质课充分展现了张老师扎实的专业功底和灵活的教学技巧。
他成功地将复杂抽象的能量转换与守恒定律融入到丰富多样的教学活动中，不仅帮助学生掌握了知识点，更培养了他们的科学探究精神和实际问题解决能力，是一次非常成功的物理教学示范。
精心整理对“机械能守恒定律”一课的点评教师首先对动能、势能和机械能等概念进行简单的复习，承上启下，为本节课做了必要的知识准备。
紧接着演示钟摆的摆动，一方面提供了动能、势能相互转化的情景(初中物理要强调情景,高中物理也不能轻视情景的作用)，另一方面提出了机械能总和如何变化这个紧扣本课主题的问题。
对这个问题的讨论，教师先是从直线运动出发,应用动能定理进行详细、深入的推导,接着扩展到曲线运动,从实验上进行了验证,从而较为严密又完整地得出了机械能守恒定律。
对机械能守恒定律的条件的认识，则从物体只受1个重力到除了重力以外还受多个力的情况,展开一层又一层的分析,还从实验上作了反证。
教学设计突破了教材原有的框架，思路清晰、自然，不显得突兀。
（教材本来就只是给教师提供“机械能守 一些“通病附:教案一.教学目的：1从机械能守恒的理论推导过程中理解机械能守恒的内容；2能在具体问题中判断机械能是否守恒；二.教学重点：1.在理论推导、分析、比较实际问题角度理解机械能守恒定律的内容；2.在分析比较中得到机械能守恒的条件；三.教学难点：能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒；四.教学方法：1.关于机械能守恒定律的得出，采用师生共同演绎推导和实验的方法，明确该定律的数学表达式的来龙去脉及含义；2.五.六.1总结：（12新课教学：（1）动能与重力势能间相互转化：分析下列问题中的动能和重力势能；举例：自由下落的粉笔（学生）：由于粉笔的高度越来越小，速度越来越大，高度减小说明重力势能在减小，速度增大说明动能在增加，下落过程中重力势能在向动能转化；举例：向上抛出的物体在空中运动过程；（学生）：上升过程，动能转化为重力势能；下落过程，重力势能转化为动能。
请学生举一些物体动能与重力势能相互转化的运动过程；（学生）：平抛运动、摆钟的摆锤、大坝泄水发电等。
学生分析这些过程中的能量转化。
过渡：通过上述的分析，动能和重力势能间可以相互转化，但对于动能和重力势能的总和即机械能有何变化呢？下面我们通过最简单的自由落体运动来进行研究。
高一物理《机械能守恒定律》说课稿高一物理《机械能守恒定律》说课稿作为一名教学工作者，总不可避免地需要编写说课稿，说课稿有助于教学取得成功、提高教学质量。
怎么样才能写出优秀的说课稿呢？下面是小编为大家整理的高一物理《机械能守恒定律》说课稿，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
高一物理《机械能守恒定律》说课稿1一、说教材（过渡句：教材是进行教学的评判凭据，是学生获取知识的重要来源。
首先，我对本节教材进行一定的分析。
）《机械能守恒定律》选自高中物理人教版必修2第七章第8节，本节课的主要内容是机械能的定义及机械能守恒定律。
学生已经知道了重力、弹力及合外力做功对能量的影响，但是如果这三种能量都参与转化，会出现怎样的情况，这是学生亟待解决的问题，本节课中机械能守恒定律的建立已经到了“水到渠成”的时候；其次，本节课的学习也为下节学习能量守恒定律夯实基础。
因此，本节课就本章内容而言，有着举足轻重的地位。
二、说学情（过渡句：学生是学习的主人，学生已有的知识结构和认知水平，是教师授课的依据与出发点。
）我所面对的是高一学生，他们在初中已经学习过有关机械能的基本概念，对机械能并不陌生，接受起来相对轻松。
通过前几节内容的学习，学生对机械能这一概念较初中也有了更深的认识，在此基础上学习机械能守恒定律会更容易些。
三、说教学目标（过渡句：新课标指出，教学目标应包括知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观这三个方面，而这三维目标又应是紧密联系的一个有机整体，这告诉我们，在教学中应以知识与技能为主线，渗透情感态度价值观，并把前面两者充分体现在过程与方法中。
因此，我将三维目标进行整合，确定本节课的教学目标为）【知识与技能目标】知道机械能的概念，能够分析动能和势能之间的相互转化问题；理解机械能守恒定律的内容和适用条件，会判断机械能是否守恒。
【过程与方法目标】学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法，初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。
机械能守恒定律说课稿（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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