山东省淄博市淄川般阳中学高一物理 79实验验证机械能守恒定律导学案

【学习目标】 1.理解动能的确切 含义和表达式。 2.理解动能定理及其推导过程、适用范围、简单应用。 【预习内容】 1．动能的表达式： （1）动能：物体由于________而具有的能量。 （2）表达式：Ek＝________ （3） 动能的单位：动能的国际单位是 _____ ， 符号是_______，与功的单位相同。1 J＝1 kg·m2/s2＝1 N·m。 （4）矢标性：动能是_______ _，只有正值。 2．动能定理： （1）内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中________的变化。 （2）表达式： W是 EK1= EK2=
5．如果我们用手直接将子弹扔向目标，杀伤力很小，而从枪口射出的子弹杀伤力很大，因为从 枪口射出的子弹______很大，_____也很大；乒乓球从对面高速飞来，我们却可以轻易抓住它， 这是因为乒乓球的速度虽然很大，但_____很小，故_____也很 小；如果是铅球高速飞来，我们 却不敢去接它，这是因为铅球的速度大而且______也较大，_____很 大。可见，运动物体的能量 与物体的_____和_____都有关。 6．一辆汽车原来以 10 m/s 的速度向东运动，经过一段时间后速度变为 10 m/s 并向西，则汽 车原来的动能________（填“大于”、“小于”或“等于”）后来的动能。
7．一辆汽车的质量是 1 000 kg，现以速度 10 m/s 运动，其动能为__________；经过一段时 间后，速度变为 20 m/s，其动 能为__________。 8、 功的计算公式 w= 方法（1） 方法（2） 9、牛顿第二定律表达式？F= 10、匀变速直线运动的速度与位移的关系？ V2 -V1 = 11、设物体的质量为 m，在与运动方向 相同的恒定外力 F 的作用下发生一段位移 L，速度由 Vl 增大到 V2，试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力 F 对物体做功 W 的表达式．

《科学验证：机械能守恒定律》导学案一、学习目标1、理解机械能守恒定律的内容和表达式。

2、学会通过实验验证机械能守恒定律。

3、掌握处理实验数据和分析实验误差的方法。

二、知识回顾1、机械能机械能包括动能和势能，动能与物体的运动速度和质量有关，表达式为$E_{k}＝＼frac{1}｛2}mv^｛2}＄；势能分为重力势能和弹性势能，重力势能与物体的质量、高度有关，表达式为$E_{p}＝mgh$，弹性势能与弹簧的劲度系数和形变量有关。

2、动能定理合外力对物体做功等于物体动能的变化，表达式为$W_{合}＝＼Delta E_{k}＄。

三、机械能守恒定律的内容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。

四、机械能守恒定律的表达式1、守恒观点：＄E_{k1} ＋ E_{p1} ＝ E_{k2} ＋ E_{p2}＄，即初状态的机械能等于末状态的机械能。

2、转化观点：＄＼Delta E_{k} ＝＼Delta E_{p}＄，动能的增加量等于势能的减少量。

3、转移观点：＄E_{A} ＝ E_{B}＄，A 物体机械能的增加量等于B 物体机械能的减少量。

五、实验验证机械能守恒定律（一）实验目的验证自由落体运动中机械能守恒。

（二）实验原理在自由落体运动中，物体只受重力作用，机械能守恒。

若测出重物下落的高度 h 和对应的瞬时速度 v，即可验证机械能是否守恒。

重力势能的减少量为$mgh$，动能的增加量为$＼frac{1}｛2}mv^｛2}＄，若两者相等，则机械能守恒。

（三）实验器材铁架台、打点计时器、纸带、重锤、刻度尺、电源。

（四）实验步骤1、安装实验装置：将打点计时器固定在铁架台上，纸带穿过打点计时器，下端与重锤相连，使重锤靠近打点计时器。

2、接通电源，释放重锤，让重锤自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点。

3、选取点迹清晰、连续的纸带，在起始点和相隔一定距离的点上依次标上 0、1、2、3……4、用刻度尺测量 0 点到各计数点的距离 h，并记录下来。

二、功的概念
1、功的定义：
2、力做功的两个必要因素是什么？
三、功的计算
1、力的方向与物体的运动方向一致：
物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为 ，如图所示，求力F对物体所做的功。
2、力的方向与 物体的运 动方向不 一致，而是成某一角度：
物体m在与水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为 ，如图所示，求力F对物体所做的功。
预案：追寻守恒量----能量、功
【学习目标】
1、理解动能、势能及能量的概念与意义。
2、了解守恒思想的重要性，守恒关系是自然界中十分重要的关系。
3、理解功的概念和做功两个要素
4、理解正、负功的含义，能解释相关现象；
3、会利用公式W=F cosa进行有关运算
【预习内容】
一、追寻守恒量-----能量
1．相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做物体由于运动而具有的能量叫做 。
总结：力对物体所做的功，等于
即W=F cosα，W表示，F表示， 表示 ，α为。
四、正功与负功
由公式Ｗ＝Ｆ cosα可以知道：
α
COSα
W
物理意义
【作业】
1、伽利略的斜面实验反映了一个重要事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略不计，小球必将准确地终止于同它开始点相同的点，绝不会更高一点，这说明，小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西 ”是( )
2．在伽利略斜面实验中
问题1.（A）当小球沿斜面从高处由静止滚下时,小球的高度不断减小,而速度不断增大,说明了什么能量的怎样的变化?
问题2.（A）当小球从斜面底沿另一个斜面向上滚时,小球的位置不断升高,而速度不断减小,说明了什么能量的怎样的变化?
3.向上抛出去一个物体，在 物体上升过程中，它的能在减小能在增加;当物体到最高点时，能有最大值，能有最小值，当 物体 开始下降后，能将转化成能，如果不考虑空气阻力，整个过程中，物体的将保持不变（又说守恒）

79实验验证机械能守恒定律物理 高一(6)班 刘新明一、教学目标：知识与技能1．会用打点计时器打下的纸带运算物体运动的速度。

2．把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，体会学习的欢乐，激发学习的爱好；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯独标准”的科学观。

培养学生的观看和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。

二、教学重、难点：把握验证机械能守恒定律的实验原理，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。

三、教学过程：在图1中，质量为m 的物体从O 点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点A和B 的机械能分不为： EA=A A mgh mv +221， EB =B B mgh mv +221 如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，因此有EA=EB ，即：A A mgh mv +221=B B mgh mv +221上式亦可写成B A A B mgh mgh mv mv -=-222121该式左边表示物体由A到B过程中动能的增加，右边表示物体由A到B过程中重力势能的减少。

等式讲明，物体重力势能的减少等于动能的增加。

师：有了机械能守恒定律的理论知识，我们该设计如何样的实验情形来验证呢？生：自由落体运动、平抛运动、光滑斜面上的加速下滑运动等等。

不管设计什么样的实验情形，我们必须明确一个情况，那确实是该实验过程中只有重力做功（这是机械能守恒的条件）。

师：比较而言依旧自由落体运动如此一个实验情形最简单，如果选择自由落体运动来验证机械能守恒，你需要哪些实验器材呢？生：最容易想到的器材是重物，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。

师：打点计时器的作用是什么?生：记录在纸带上打的点，用这些点来求出物体在通过某一点的速度。

师：低压交流电源是不是必需的？生：低压交流电源并不是必需的，如果采纳的是电火花计时器时，它所需要的电压是交流220V，因此不需要低压电源。