機(jī)械能守恒定律教案模板
作為一無名無私奉獻(xiàn)的教育工作者,就不得不需要編寫教案,編寫教案助于積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn),不斷提高教學(xué)質(zhì)量。我們應(yīng)該怎么寫教案呢?以下是小編為大家收集的機(jī)械能守恒定律教案模板,希望能夠幫助到大家。
教學(xué)重點(diǎn)
掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。
教學(xué)難點(diǎn)
驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的誤差分析及如何減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法。
教學(xué)方法
教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,親自動手實(shí)驗(yàn),并討論、交流學(xué)習(xí)成果。
教學(xué)工具
重物、電磁打點(diǎn)計(jì)時器以及紙帶,復(fù)寫紙片,低壓電源及兩根導(dǎo)線,鐵架臺和鐵夾,刻度尺,小夾子。
教學(xué)過程
(一)課前準(zhǔn)備
教師活動:課前布置學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)實(shí)驗(yàn)。下發(fā)預(yù)習(xí)提綱,重點(diǎn)復(fù)習(xí)下面的三個問題:
1、推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律在本實(shí)驗(yàn)中的具體表達(dá)式。
在圖1中,質(zhì)量為m的物體從O點(diǎn)自由下落,以地作零重力勢能面,下落過程中任意兩點(diǎn)A和B的機(jī)械能分別為:
EA=,EB=
如果忽略空氣阻力,物體下落過程中的機(jī)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(diǎn)至任意一點(diǎn)(如圖1中A點(diǎn))來進(jìn)行研究,這時應(yīng)有:----本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式,式中h是物體從O點(diǎn)下落至A點(diǎn)的高度,vA是物體在A點(diǎn)的瞬時速度。
2、如何求出A點(diǎn)的瞬時速度vA?
根據(jù)做勻加速運(yùn)動的物體在某一段時間t內(nèi)的平均速度等于該時間中間時刻的瞬時速度可求出A點(diǎn)的瞬時速度vA。
圖2是豎直紙帶由下而上實(shí)際打點(diǎn)后的情況。從O點(diǎn)開始依次取點(diǎn)1,2,3,……圖中s1,s2,s3,……分別為0~2點(diǎn),1~3點(diǎn),2~4點(diǎn)……各段間的距離。
根據(jù)公式,t=2×0.02s(紙帶上任意兩個相鄰的點(diǎn)間所表示的時間都是0.02s),可求出各段的平均速度。這些平均速度就等于是1,2,3,……各點(diǎn)相對應(yīng)的瞬時速度v1,v2,v3,…….例如:
量出0~2點(diǎn)間距離s1,則在這段時間里的平均速度,這就是點(diǎn)1處的瞬時速度v1。依次類推可求出點(diǎn)2,3,……處的瞬時速度v2,v3,……。
3、如何確定重物下落的高度?
圖2中h1,h2,h3,……分別為紙帶從O點(diǎn)下落的高度。
根據(jù)以上數(shù)值可以計(jì)算出任意點(diǎn)的重力勢能和動能,從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
學(xué)生活動:學(xué)生看書明確實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)任務(wù)及實(shí)驗(yàn)儀器。復(fù)習(xí)《用打點(diǎn)計(jì)時器測速度》的實(shí)驗(yàn),掌握用打點(diǎn)計(jì)時器測量勻變速直線運(yùn)動速度的方法。
(二)進(jìn)行新課
教師活動:在學(xué)生開始做實(shí)驗(yàn)之前,老師應(yīng)強(qiáng)調(diào)如下幾個問題:
1、該實(shí)驗(yàn)中選取被打點(diǎn)紙帶應(yīng)注意兩點(diǎn):一是第一點(diǎn)O為計(jì)時起點(diǎn),O點(diǎn)的速度應(yīng)為零。怎樣判別呢?
2、是否需要測量重物的質(zhì)量?
3、在架設(shè)打點(diǎn)計(jì)時器時應(yīng)注意什么?為什么?
4、實(shí)驗(yàn)時,接通電源和釋放紙帶的順序怎樣?為什么?
5、測量下落高度時,某同學(xué)認(rèn)為都必須從起始點(diǎn)算起,不能弄錯。他的看法正確嗎?為了減小測量h值的相對誤差,選取的各個計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好,還是近些好?
學(xué)生活動:思考老師的問題,討論、交流。選出代表發(fā)表見解。
1、因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時器每隔0.02s打點(diǎn)一次,在最初的0.02s內(nèi)物體下落距離應(yīng)為0.002m,所以應(yīng)從幾條紙帶中選擇第一、二兩點(diǎn)間距離接近兩年2mm的紙帶進(jìn)行測量;二是在紙帶上所選的點(diǎn)就是連續(xù)相鄰的點(diǎn),每相鄰兩點(diǎn)時間間隔t=0.02s.
2、因?yàn)椴恍枰牢矬w在某點(diǎn)動能和勢能的具體數(shù)值,所以不必測量物體的質(zhì)量m,而只需驗(yàn)證就行了。
3、打點(diǎn)計(jì)時器要豎直架穩(wěn),使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi),以盡量減少重物帶著紙帶下落時所受到的阻力作用。
4、必須先接通電源,讓打點(diǎn)計(jì)時器正常工作后才能松開紙帶讓重物下落。
5、這個同學(xué)的看法是正確的。為了減小測量h值的相對誤差,選取的各個計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好。
教師活動:聽取學(xué)生匯報(bào),點(diǎn)評,幫助學(xué)生解決困難。
學(xué)生活動:學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。
課余作業(yè)
1、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
2、完成如下思考題:
(1)為進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn),有下列器材可供選用:鐵架臺,打點(diǎn)計(jì)時器,復(fù)寫紙,紙帶,秒表,低壓直流電源,導(dǎo)線,電鍵,天平。其中不必要的器材有:
(2)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時,如果以v2/2為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是,才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,其斜率等于的數(shù)值。
(3)在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時,用打點(diǎn)計(jì)時器打出紙帶如圖3所示,其中A點(diǎn)為打下的第一個點(diǎn),0、1、2……為連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn),F(xiàn)測得兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6,已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的打點(diǎn)時間間隔均為T。根據(jù)紙帶測量出的距離及打點(diǎn)的時間間隔,可以求出此實(shí)驗(yàn)過程中重錘下落運(yùn)動的加速度大小表達(dá)式為_________。在打第5號計(jì)數(shù)點(diǎn)時,紙帶運(yùn)動的瞬時速度大小的表達(dá)式為________。要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,為減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)選擇打下第_________號和第__________號計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的過程為研究對象。
(4)某次“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,用6V、50Hz的打點(diǎn)計(jì)時器打出的一條無漏點(diǎn)的紙帶,如圖4所示,O點(diǎn)為重錘下落的起點(diǎn),選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)為A、B、C、D,各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的長度已在圖上標(biāo)出,單位為毫米,重力加速度取9.8m/s2,若重錘質(zhì)量為1kg。
、俅螯c(diǎn)計(jì)時器打出B點(diǎn)時,重錘下落的速度VB=m/s,重錘的動能EkB=J。
、趶拈_始下落算起,打點(diǎn)計(jì)時器打B點(diǎn)時,重錘的重力勢能減小量為J。
③根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù),在誤差允許的范圍內(nèi),重錘從靜止開始到打出B點(diǎn)的過程中,得到的結(jié)論是。
[參考答案:(1)不必要的器材有:秒表、低壓直流電源、天平。缺少的器材是低壓交流電源、重錘、刻度尺。(2)通過原點(diǎn)的直線、g.(3)(s6+s5+s4-s3-s2–s1)/9T2,
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