天津市宝坻区大白庄高级中学 高中物理必修二 78 验证机械能守恒定律 教案教学目标：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。教学重点：掌握验证机械能守恒定律的实验原理。任务一：原理探究1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。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 的机械能分别为：EA= ， EB= 如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有:上式亦可写成 为了方便，可以直接从开始下落的 O 点 至任意一点（如图 1 中 A 点）来进行研究，这时应有：----本实验要验证的表达式，式中 h 是 高度，vA是物体在 A 点的 速度。2、如何求出 A 点的瞬时速度 vA？(引导：根据做匀加速运动的物体在某一段时间 t 内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出 A 点的瞬时速度 vA。)图 2 是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从 O 点开始依次取点 1，2，3，……图中s1，s2，s3，……分别为 0～2 点，1～3 点，2～4 点…… 各段间的距离。根据公式，t=2×0.02 s（纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是 0.02s），可求出各段的平均速度。这些平均速度就等于是 1，2，3，……各点相对应的瞬时速度v1，v2，v3，…….图 201234s1s2s3h1h2h3h43、如何确定重物下落的高度？（引导：图 2 中 h1，h2，h3，……分别为纸带从 O 点下落的高度。）根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能，从而验证机械能守恒定律。任务三 进行实验一、在学生开始做实验之前，老师应强调如下几个问题：1、该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是第一点 O 为计时起点，O 点的速度应为零。怎样判别呢？2、是否需要测量重物的质量？3、在架设打点计时器时应注意什么？为什么？4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？为什么？5、测量下落高度时，某同学认为都必须从起始点算起，不能弄错。他的看法正确吗？为了减小测量 h 值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？二、学生进行分组实验。(学生讨论实验的步骤，教师巡回指导，帮助能力较差的学生完成实验步骤)(参考实验步骤)1．把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生电源和打点计时器接好．2．把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计...
