新人教版高中物理必修二 同步教案2019-2020年人教版必修二7.9宇宙航行WORD教案3【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能1、會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度。2、掌握驗證機(jī)械能守恒定律的實驗原理。過程與方法通過用紙帶與打點計時器來驗證機(jī)械能守恒定律，體驗驗證過程和物理學(xué)的研究方法。情感、態(tài)度與價值觀通過實驗驗證，體會學(xué)習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過親身實踐，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀。培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度?！窘虒W(xué)重點】掌握驗證機(jī)械能守恒定律的實驗原理?！窘虒W(xué)難點】驗證機(jī)械能守恒定律的誤差分析及如何減小實驗誤差的方法。【教學(xué)課時】1課時【自主學(xué)習(xí)】為進(jìn)行驗證機(jī)械能守恒定律的實驗，有下列器材可供選用：鐵架臺，打點計時器，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： ；缺少的器材是 。物體做自由落體運動時，只受 力作用，其機(jī)械能守恒，若物體自由下落H高度時速度為V，應(yīng)有MgH= ，故只要gH=1/2V2成立，即可驗證自由落體運動中物體的機(jī)械能守恒。在打出的各紙帶中挑選出一條點跡 ，且第1、2兩打點間距離接近 的紙帶。測定第N個點的瞬時速度的方法是：測出與N點相鄰的前、后兩段相等時間T內(nèi)下落的距離SN和SN+1，有公式VN= 算出。在驗證機(jī)械能守恒定律時，如果以v22為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是 ，才能驗證機(jī)械能守恒定律，其斜率等于 的數(shù)值?！咎骄繉W(xué)習(xí)】課前準(zhǔn)備教師活動：課前布置學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)實驗。下發(fā)預(yù)習(xí)提綱，重點復(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驗中的具體表達(dá)式。在圖1中，質(zhì)量為m的物體從O點自由下落，以地作零重力勢能面，下落過程中任意兩點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點至任意一點（如圖1中A點）來進(jìn)行研究，這時應(yīng)有：-本實驗要驗證的表達(dá)式，式中h是物體從O點下落至A點的高度，vA是物體在A點的瞬時速度。圖201234s1s2s3h1h2h3h42、如何求出A點的瞬時速度vA？根據(jù)做勻加速運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點的瞬時速度vA。圖2是豎直紙帶由下而上實際打點后的情況。從O點開始依次取點1，2，3，圖中s1，s2，s3，分別為02點，13點，24點 各段間的距離。根據(jù)公式，t=20.02 s（紙帶上任意兩個相鄰的點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，各點相對應(yīng)的瞬時速度v1，v2，v3，.例如：量出02點間距離s1，則在這段時間里的平均速度，這就是點1處的瞬時速度v1。依次類推可求出點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點下落的高度。根據(jù)以上數(shù)值可以計算出任意點的重力勢能和動能，從而驗證機(jī)械能守恒定律。學(xué)生活動：學(xué)生看書明確實驗的各項任務(wù)及實驗儀器。復(fù)習(xí)用打點計時器測速度的實驗，掌握用打點計時器測量勻變速直線運動速度的方法。進(jìn)行新課教師活動：在學(xué)生開始做實驗之前，老師應(yīng)強調(diào)如下幾個問題：1、該實驗中選取被打點紙帶應(yīng)注意兩點：一是第一點O為計時起點，O點的速度應(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)打點計時器時應(yīng)注意什么？為什么？4、實驗時，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，選取的各個計數(shù)點要離起始點適當(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、因為打點計時器每隔0.02 s打點一次，在最初的0.02 s內(nèi)物體下落距離應(yīng)為0.002 m，所以應(yīng)從幾條紙帶中選擇第一、二兩點間距離接近兩年2 mm 的紙帶進(jìn)行測量；二是在紙帶上所選的點就是連續(xù)相鄰的點，每相鄰兩點時間間隔 t =0.02 s.2、因為不需要知道物體在某點動能和勢能的具體數(shù)值，所以不必測量物體的質(zhì)量 m，而只需驗證就行了。3、打點計時器要豎直架穩(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，讓打點計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，選取的各個計數(shù)點要離起始點適當(dāng)遠(yuǎn)些好。教師活動：聽取學(xué)生匯報，點評，幫助學(xué)生解決困難。學(xué)生活動：學(xué)生進(jìn)行分組實驗?！菊n堂訓(xùn)練】（1）為進(jìn)行“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗，有下列器材可供選用：鐵架臺，打點計時器，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： ；缺少的器材是 。（2）在驗證機(jī)械能守恒定律時，如果以v22為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是 ，才能驗證機(jī)械能守恒定律，其斜率等于 的數(shù)值。（3）在做“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗時，用打點計時器打出紙帶如圖3所示，其中A點為打下的第一個點，0、1、2為連續(xù)的計數(shù)點?，F(xiàn)測得兩相鄰計數(shù)點之間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相鄰計數(shù)點間的打點時間間隔均為T。根據(jù)紙帶測量出的距離及打點的時間間隔，可以求出此實驗過程中重錘下落運動的加速度大小表達(dá)式為_ _。在打第5號計數(shù)點時，紙帶運動的瞬時速度大小的表達(dá)式為_ _。要驗證機(jī)械能守恒定律，為減小實驗誤差，應(yīng)選擇打下第_號和第_號計數(shù)點之間的過程為研究對象。（4）某次“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，用6V、50Hz的打點計時器打出的一條無漏點的紙帶，如圖4所示，O點為重錘下落的起點，選取的計數(shù)點為A、B、C、D，各計數(shù)點到O點的長度已在圖上標(biāo)出，單位為毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重錘質(zhì)量為1kg。打點計時器打出B點時，重錘下落的速度vB= m/s，重錘的動能EkB= J。從開始下落算起，打點計時器打B點時，重錘的重力勢能減小量為 J。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）通過原點的直線、g. （3）（s6+ s5+ s4- s3- s2 s1）/9T 2，（s5+ s6）/2T，1、5. （4）1.175，0.69，0.69 0.69， 機(jī)械能守恒?！菊n堂小結(jié)】思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。