機械能守恒定律教案模板
作為一無(wú)名無(wú)私奉獻的教育工作者,就不得不需要編寫(xiě)教案,編寫(xiě)教案助于積累教學(xué)經(jīng)驗,不斷提高教學(xué)質(zhì)量。我們應該怎么寫(xiě)教案呢?以下是小編為大家收集的機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)
掌握驗證機械能守恒定律的實(shí)驗原理。
教學(xué)難點(diǎn)
驗證機械能守恒定律的誤差分析及如何減小實(shí)驗誤差的方法。
教學(xué)方法
教師啟發(fā)、引導,學(xué)生自主設計實(shí)驗方案,親自動(dòng)手實(shí)驗,并討論、交流學(xué)習成果。
教學(xué)工具
重物、電磁打點(diǎn)計時(shí)器以及紙帶,復寫(xiě)紙片,低壓電源及兩根導線(xiàn),鐵架臺和鐵夾,刻度尺,小夾子。
教學(xué)過(guò)程
(一)課前準備
教師活動(dòng):課前布置學(xué)生預習本節實(shí)驗。下發(fā)預習提綱,重點(diǎn)復習下面的三個(gè)問(wèn)題:
1、推導出機械能守恒定律在本實(shí)驗中的具體表達式。
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(guò)程中任意兩點(diǎn)A和B的機械能分別為:
EA=,EB=
如果忽略空氣阻力,物體下落過(guò)程中的機械能守恒,于是有
EA=EB,即=
上式亦可寫(xiě)成
該式左邊表示物體由A到B過(guò)程中動(dòng)能的增加,右邊表示物體由A到B過(guò)程中重力勢能的減少。等式說(shuō)明,物體重力勢能的減少等于動(dòng)能的增加。為了方便,可以直接從開(kāi)始下落的O點(diǎn)至任意一點(diǎn)(如圖1中A點(diǎn))來(lái)進(jìn)行研究,這時(shí)應有:----本實(shí)驗要驗證的表達式,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(yíng)點(diǎn)的瞬時(shí)速度。
2、如何求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度vA?
根據做勻加速運動(dòng)的物體在某一段時(shí)間t內的平均速度等于該時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可求出A點(diǎn)的瞬時(shí)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(kāi)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。
根據公式,t=2×0.02s(紙帶上任意兩個(gè)相鄰的點(diǎn)間所表示的時(shí)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)相對應的瞬時(shí)速度v1,v2,v3,…….例如:
量出0~2點(diǎn)間距離s1,則在這段時(shí)間里的平均速度,這就是點(diǎn)1處的瞬時(shí)速度v1。依次類(lèi)推可求出點(diǎn)2,3,……處的瞬時(shí)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。
根據以上數值可以計算出任意點(diǎn)的重力勢能和動(dòng)能,從而驗證機械能守恒定律。
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生看書(shū)明確實(shí)驗的各項任務(wù)及實(shí)驗儀器。復習《用打點(diǎn)計時(shí)器測速度》的實(shí)驗,掌握用打點(diǎn)計時(shí)器測量勻變速直線(xiàn)運動(dòng)速度的方法。
(二)進(jìn)行新課
教師活動(dòng):在學(xué)生開(kāi)始做實(shí)驗之前,老師應強調如下幾個(gè)問(wèn)題:
1、該實(shí)驗中選取被打點(diǎn)紙帶應注意兩點(diǎn):一是第一點(diǎn)O為計時(shí)起點(diǎn),O點(diǎn)的速度應為零。怎樣判別呢?
2、是否需要測量重物的質(zhì)量?
3、在架設打點(diǎn)計時(shí)器時(shí)應注意什么?為什么?
4、實(shí)驗時(shí),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(shí),某同學(xué)認為都必須從起始點(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(gè)計數點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當遠些好,還是近些好?
學(xué)生活動(dòng):思考老師的問(wèn)題,討論、交流。選出代表發(fā)表見(jiàn)解。
1、因為打點(diǎn)計時(shí)器每隔0.02s打點(diǎn)一次,在最初的0.02s內物體下落距離應為0.002m,所以應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)就是連續相鄰的點(diǎn),每相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔t=0.02s.
2、因為不需要知道物體在某點(diǎn)動(dòng)能和勢能的具體數值,所以不必測量物體的質(zhì)量m,而只需驗證就行了。
3、打點(diǎn)計時(shí)器要豎直架穩,使其兩限位孔在同一豎直平面內,以盡量減少重物帶著(zhù)紙帶下落時(shí)所受到的阻力作用。
4、必須先接通電源,讓打點(diǎn)計時(shí)器正常工作后才能松開(kāi)紙帶讓重物下落。
5、這個(gè)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(gè)計數點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當遠些好。
教師活動(dòng):聽(tīng)取學(xué)生匯報,點(diǎn)評,幫助學(xué)生解決困難。
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗。
課余作業(yè)
1、完成實(shí)驗報告。
2、完成如下思考題:
(1)為進(jìn)行“驗證機械能守恒定律”的實(shí)驗,有下列器材可供選用:鐵架臺,打點(diǎn)計時(shí)器,復寫(xiě)紙,紙帶,秒表,低壓直流電源,導線(xiàn),電鍵,天平。其中不必要的器材有:
(2)在驗證機械能守恒定律時(shí),如果以v2/2為縱軸,以h為橫軸,根據實(shí)驗數據繪出的圖線(xiàn)應是,才能驗證機械能守恒定律,其斜率等于的數值。
(3)在做“驗證機械能守恒定律”的實(shí)驗時(shí),用打點(diǎn)計時(shí)器打出紙帶如圖3所示,其中A點(diǎn)為打下的第一個(gè)點(diǎn),0、1、2……為連續的計數點(diǎn),F測得兩相鄰計數點(diǎn)之間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6,已知相鄰計數點(diǎn)間的打點(diǎn)時(shí)間間隔均為T(mén)。根據紙帶測量出的距離及打點(diǎn)的時(shí)間間隔,可以求出此實(shí)驗過(guò)程中重錘下落運動(dòng)的加速度大小表達式為_(kāi)________。在打第5號計數點(diǎn)時(shí),紙帶運動(dòng)的瞬時(shí)速度大小的表達式為_(kāi)_______。要驗證機械能守恒定律,為減小實(shí)驗誤差,應選擇打下第_________號和第__________號計數點(diǎn)之間的過(guò)程為研究對象。
(4)某次“驗證機械能守恒定律”的實(shí)驗中,用6V、50Hz的打點(diǎn)計時(shí)器打出的一條無(wú)漏點(diǎn)的紙帶,如圖4所示,O點(diǎn)為重錘下落的起點(diǎn),選取的計數點(diǎn)為A、B、C、D,各計數點(diǎn)到O點(diǎn)的長(cháng)度已在圖上標出,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)計時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí),重錘下落的速度VB=m/s,重錘的動(dòng)能EkB=J。
、趶拈_(kāi)始下落算起,打點(diǎn)計時(shí)器打B點(diǎn)時(shí),重錘的重力勢能減小量為J。
、鄹鶕垘峁┑臄祿,在誤差允許的范圍內,重錘從靜止開(kāi)始到打出B點(diǎn)的過(guò)程中,得到的結論是。
[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(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)、g.(3)(s6+s5+s4-s3-s2–s1)/9T2,
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