【導(dǎo)讀】況，這對(duì)高一新生來(lái)說(shuō)是全新的。通過(guò)對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的了解，掌握其使用方法。加強(qiáng)對(duì)瞬時(shí)速度的理解，拉近物理與生活、模型與實(shí)際的距離，培養(yǎng)學(xué)生。從不同角度看同一問(wèn)題的素養(yǎng)和學(xué)生的發(fā)散思維。用圖像表示物理量的變化，在。生活中是十分常見(jiàn)的方法，本書(shū)在這方面加強(qiáng)了很多。在過(guò)去教材中“用平滑曲。這些測(cè)量點(diǎn)，即將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)換為探究性實(shí)驗(yàn)，思路不一樣、邏輯線索不一樣。此外，讓學(xué)生體會(huì)圖象在反映兩物理量關(guān)系時(shí)的優(yōu)越性。要求均很高，特別對(duì)剛?cè)敫咧械男律鷣?lái)說(shuō)有難度，更具有吸引力和挑戰(zhàn)性。1．了解兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)和工作原理。2．會(huì)安裝并使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。1．通過(guò)學(xué)生自己看打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)明書(shū)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。電源電壓要符合要求，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用10V以下的交流電源；

　　

【正文】 ，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，紙帶一端夾緊在小車(chē)的后端，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接電源。 ，調(diào)節(jié)木板的傾角，測(cè)量紙帶點(diǎn)距直到相等，表明恰好平衡摩擦力。 ，交中垂線于 A 點(diǎn)，作為小車(chē)每次運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)。 ，將小車(chē)的前（或后）端拉到 A 點(diǎn)，接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)，釋放小車(chē)，小車(chē)離開(kāi)木板前適時(shí)使小車(chē)制動(dòng)，斷開(kāi)電源，取下紙帶。重復(fù)本項(xiàng)前面的過(guò)程，選出清晰的紙帶。記下點(diǎn)距相等后 t= 的位移 1x? m，求出小車(chē)獲得的速度 v=10 1x? m/s。 、粗細(xì)、長(zhǎng)度的兩根、三根、?六根橡皮筋，依照 D 項(xiàng)的方法，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。記下各次實(shí)驗(yàn)中點(diǎn)距相等后 t= 的位移 nxxx ?????? 32 , m,求出小車(chē)分別獲得的速度 nvvv ???32, m/s。 （用第一次橡皮筋做的功為縱軸的單位長(zhǎng)度），以速度為橫軸（可以用適當(dāng)?shù)乃俣戎禐閱挝婚L(zhǎng)度，也可以用第一次小車(chē)的速度為橫軸的單位長(zhǎng)度），建立坐標(biāo)系，用描點(diǎn)法作出圖像，看看是否是正比例圖像，若不是，功與速度的哪種相關(guān)量（的變化量）是正比的，功就與速度的這種相關(guān)量（的變化量）具有確定的函數(shù) 關(guān)系。 處理數(shù)據(jù)，得出規(guī)律 采集橡皮條 分別為一根、兩根??、六根時(shí)的數(shù)據(jù)（勻速運(yùn)動(dòng)階段，例如在 內(nèi)的位移），記在自己設(shè)計(jì)的表格中。 記錄數(shù)據(jù)的方式示例 W（ J） V(m/s) V2(m2/s2) V3(m3/s3) 0 1 2 3 4 5 6 3 作圖分析 4．注意事項(xiàng)： 根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程思考 。 (1)如何平衡摩擦力，平衡到什么程度，如何驗(yàn)證？ （讓木板有一個(gè)微小的傾角；使重力沿斜面向下的分力等于阻力；輕推小車(chē)使之勻速運(yùn)動(dòng)。） (2)如何做到每根橡皮 條的功都相等？ （使橡皮條完全相同，且伸長(zhǎng)量也一樣。） (3)思考紙帶上打點(diǎn)的分布情況，如何計(jì)算末速度？ （打點(diǎn)之間的距離先增大后不變，通過(guò)不變的點(diǎn)間距求末速度。） (4)如何通過(guò)圖像處理數(shù)據(jù)？ （將圖像做成直線，有利于判斷物理量間的關(guān)系） (高中物理 必修二 ) 實(shí)驗(yàn)三：《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》教案 一、教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)與技能目標(biāo) （ 1）要弄清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，本?shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，目的是利用重物自由下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律； （ 2）要明確實(shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)驗(yàn)的操作方法與技巧、學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與處理，能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤 差的分析，從而使我們對(duì)機(jī)械能守恒定律的認(rèn)識(shí)，不止停留在理論的推導(dǎo)上，而且還能夠通過(guò)親自操作和實(shí)際觀測(cè)，從感性上增加認(rèn)識(shí)，深化對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解； （ 3）要明確織帶選取及測(cè)量瞬時(shí)速度簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的方法。 2．過(guò)程與方法目標(biāo) （ 1）通過(guò)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、采集數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)誤差分析的能力； （ 2）通過(guò)同學(xué)們的親自操作和實(shí)際觀測(cè)掌握實(shí)驗(yàn)的方法與技巧； （ 3） 通過(guò)對(duì)紙帶的處理過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、處理信息的能力，體會(huì)處理問(wèn)題的方法，領(lǐng)悟如何間接測(cè)一些不能直接測(cè)量的物理量的方法； （ 4） 通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò) 程使學(xué)生 體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中理性思維的重要，既要?jiǎng)邮郑獎(jiǎng)幽X。 3．情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) （ 1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)及誤差分析，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的探知欲； （ 2）使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)體會(huì)成功的樂(lè)趣與成就感，激發(fā)對(duì)物理世界的求知欲； （ 3） 培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神和協(xié)作意識(shí)，敢于提出與別人不同的見(jiàn)解； （ 4）通過(guò)經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的艱辛與喜悅，并樂(lè)于探索自然界的奧妙。 二 、教學(xué)重點(diǎn) 與難點(diǎn) 1．實(shí)驗(yàn)原理及方法的選擇及掌握。 2．實(shí)驗(yàn)誤差分析的方法。 三 、教學(xué)用具 鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、重錘 （帶紙帶夾子）、紙帶、導(dǎo)線、刻度尺、低壓電源。 四 、教學(xué) 方法 預(yù)習(xí)設(shè)計(jì)――實(shí)驗(yàn)觀察 —— 數(shù)據(jù)處理 —— 歸納總結(jié)。 教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，并討論、交流學(xué)習(xí)成果。 五 、課時(shí)安排 1 課時(shí) 六 、教學(xué)過(guò)程 （一） 導(dǎo)入新課 上節(jié)課我們從理論上學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律，我們從定律內(nèi)容及守恒條件上初步理解了機(jī)械能守恒定律，今天我們通過(guò)自己親身實(shí)驗(yàn)從感性上對(duì)定律再做進(jìn)一步的理解。 （二）進(jìn)行新課 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 結(jié)合教材整理預(yù)習(xí)學(xué)案提綱，對(duì)學(xué)生整理結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。（展示幻燈片）本實(shí)驗(yàn)屬驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖抢?用重物自由下落的現(xiàn)象驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。 認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)儀器： 組裝實(shí)驗(yàn)儀器、明確各個(gè)儀器的功能。（暫時(shí)不做，只是組裝） 電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源應(yīng)選擇 10V 以下，火花式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)選擇 220V。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔位置應(yīng)為豎直。紙帶的長(zhǎng)度應(yīng)在 1m左右。（學(xué)生思考，后面回答） 理解實(shí)驗(yàn)原理 通過(guò)對(duì)物體自由下落運(yùn)動(dòng)的研究來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理是：忽略空氣阻力，自由下落的物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，即重物動(dòng)能的增加量等于其重力勢(shì)能的減少量。具體地說(shuō)： （ 1）若以重物下落的起始點(diǎn) O為基準(zhǔn)，設(shè)重物的質(zhì)量為 m，測(cè)出物 體自起始點(diǎn) O下落距離 h時(shí)的速度 v，則在誤差允許范圍內(nèi)，由計(jì)算得出189。 mV2=mgh,機(jī)械能守恒定律即被驗(yàn)證。 （ 2）若以重物下落過(guò)程中的某一點(diǎn) A 為基準(zhǔn)，設(shè)重物的質(zhì)量為 m，測(cè)出物 體對(duì)應(yīng)于 A 點(diǎn)的速度 vA ，再測(cè)出物體由 A 點(diǎn)下落△ h 后經(jīng)過(guò) B 點(diǎn)的速度 vB，則在誤差允許范圍內(nèi)，由計(jì)算得： hmgmvmvAB ??? 22 2121，機(jī)械能守恒定律即被驗(yàn)證。 掌握實(shí)驗(yàn)的方法與技巧 實(shí)驗(yàn)步驟（展示幻燈片） （ 1）把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌邊的鐵架臺(tái)上 （ 2）把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到交流低壓電源上 （ 3）將紙帶固定在重錘上 （ 4）將紙帶穿過(guò)計(jì)時(shí)器 ,并將紙帶提升到一定高度 （ 5）接通電源 ,然后釋放紙帶 .斷開(kāi)電源 ,取下紙帶 （ 6）更換紙帶 ,重新進(jìn)行同一要求的實(shí)驗(yàn) （ 7）挑選點(diǎn)跡清晰的紙帶研究 ,用毫米刻度尺測(cè)出距離 ,記錄數(shù)據(jù) （ 8）根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算并得出結(jié)論 （ 9）拆掉導(dǎo)線 ,歸整器材 學(xué)生實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)前教師提示：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用 （ 1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接 4~6V 交流電源，當(dāng)交變電流的頻率為 50Hz 時(shí)，打點(diǎn)周期為 。 （ 2）為使打點(diǎn)的頻率比較穩(wěn)定，要求打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振動(dòng)片的固有頻率也是 50Hz，使之發(fā)生共振現(xiàn)象。振動(dòng)片的長(zhǎng)度可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，通過(guò)改變振動(dòng)片的長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)它的固有頻率。 （ 3）實(shí)驗(yàn)前要檢查打點(diǎn)的清晰情況，必要時(shí)應(yīng)調(diào)整振針的高度，且不能讓它松 動(dòng)，否則將會(huì)出現(xiàn)漏點(diǎn)、雙點(diǎn)等現(xiàn)象，還會(huì)對(duì)紙帶產(chǎn)生過(guò)大的阻力。 （ 4）電火花計(jì)時(shí)器可直接接在 220V 交流電源上，注意采用雙紙打點(diǎn)即可。 分組實(shí)驗(yàn)（只是實(shí)驗(yàn)，不進(jìn)行數(shù)據(jù)處理） 問(wèn)題討論 問(wèn)題 1：本實(shí)驗(yàn)要不要測(cè)量物體的質(zhì)量？分組討論，得出結(jié)論。點(diǎn)撥思路，明確結(jié)論。（展示幻燈片） 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式： mghmv ?221 和 hmgmvmvAB ??? 22 2121中，式子兩邊均有重物的質(zhì)量 m，因而也可不具體測(cè)出 m的大小，而將 m保留在式子中。 問(wèn)題 2：對(duì)實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)條紙帶應(yīng)如何選取？分組討論，得出結(jié)論，選取合適的紙帶以備處理數(shù)據(jù)之用。 分兩種情況加以說(shuō)明： （ 1）用 mghmv ?221 驗(yàn)證 這是以紙帶上第一點(diǎn)（起始點(diǎn)）為基準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的方法。由于第一點(diǎn)應(yīng)是重物做自由落體運(yùn)動(dòng)開(kāi)始下落的點(diǎn) ，所以應(yīng)選取點(diǎn)跡清晰且第 2兩點(diǎn)間的距離接近 2mm 的紙帶。 （ 2）用 hmgmvmvAB ??? 22 2121驗(yàn)證 這是回避起始點(diǎn)，在紙帶上選擇后面的某兩點(diǎn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的方法。由于重力勢(shì)能的相對(duì)性，處理紙帶時(shí)選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，勢(shì)能的大小不必從起始點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算。這樣，紙帶上打出起始點(diǎn) O后的第一個(gè) 內(nèi)的位移是否接近 2mm，以及第一個(gè)點(diǎn)是否清晰也就無(wú)關(guān)緊要了。實(shí)驗(yàn)打出的任何一條紙帶，只要后面的點(diǎn)跡清晰，都可以用于計(jì)算機(jī)械能是否守恒。 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)如果不是用手提著紙 帶的上端，而是用夾子夾住紙帶的上端，待開(kāi)始打點(diǎn)后再松開(kāi)夾子釋放紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn)的點(diǎn)跡清晰，計(jì)算時(shí)從第一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)開(kāi)始至某一點(diǎn)的機(jī)械能守恒，其誤差也不會(huì)太大?；乇艿谝粋€(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)的原因也包括實(shí)驗(yàn)時(shí)手提紙帶的不穩(wěn)定，使第一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)打出的點(diǎn)跡過(guò)大，從而使測(cè)量誤差加大。 問(wèn)題 3： 重物的速度怎樣測(cè)量？ 結(jié)合教材介紹獨(dú)立推導(dǎo)測(cè)量瞬時(shí)速度并得出結(jié)論。 結(jié)論 ：做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于與之相鄰兩點(diǎn)間的平均速度。對(duì)教材推導(dǎo)方法點(diǎn)評(píng)。（有否更簡(jiǎn)潔、直觀的推導(dǎo)方法？）分組討論可否變換一種思路進(jìn)行推導(dǎo)，以使 推導(dǎo)更簡(jiǎn)潔、直觀） 如教材圖所示，由于紙帶做勻加速運(yùn)動(dòng)，故有 A、 C 之間的平均速度： 2 CAAC vvv ?? 又根據(jù)速度公式有： vB=vA+a△ t， vC=vB+a△ t， 故有： vB－ vA= vC－ vB， 即： 2 CAB vvv ??， 從而： ACB vv ? 。 問(wèn)題 4： 通過(guò)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出什么結(jié)論？自主對(duì)所 選擇的紙帶進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算，得出結(jié)論。對(duì)學(xué)生得出的結(jié)論進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，提出問(wèn)題 5。 問(wèn)題 5： 實(shí)驗(yàn)誤差分析，提出問(wèn)題，在得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，大部分同學(xué)得到的結(jié)論是，重物動(dòng)能的增加量稍小于重力勢(shì)能的減少量，即 Ek＜ Ep。是怎么造成的呢？分組討論，得到結(jié)論。對(duì)學(xué)生討論進(jìn)行點(diǎn)撥。展示幻燈片。 （ 1）重物和紙帶下落過(guò)程中要克服阻力，主要是紙帶與計(jì)時(shí)器之間的摩擦力。 （ 2）計(jì)時(shí)器平面不在豎直方向，紙帶平面與計(jì)時(shí)器平面不平行是阻力增大的原因。 （ 3）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力大于電火花計(jì)時(shí)器。由于阻力的存在，重物動(dòng)能的增加量稍小于勢(shì)能 的減少量，即 Ek＜ Ep 在實(shí)驗(yàn)中會(huì)不會(huì)出現(xiàn)，重物動(dòng)能的增加量稍大于重力勢(shì)能的減少量，即 EkEp的結(jié)論呢？分組討論，得到結(jié)論。對(duì)學(xué)生討論進(jìn)行點(diǎn)撥。展示幻燈片。 交流電的頻率 f不是 50Hz 也會(huì)帶來(lái)誤差。 若 f＞ 50Hz，由于速度值仍按頻率為 50Hz 計(jì)算，頻率的計(jì)算值比實(shí)際值偏小，周期值偏大，算得的速度值偏小，動(dòng)能值也就偏小，使 Ek＜ Ep的誤差進(jìn)一步 t vC v v0 vA vB O tA tB tC 加大。 根據(jù)同樣的道理，若 f＜ 50Hz，則可能出現(xiàn) Ek＞ Ep的結(jié)果。 問(wèn)題 6：實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)： （ 1）安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦 阻力。 （ 2）應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，可使摩擦阻力，空氣阻力相對(duì)減小。 （ 3）實(shí)驗(yàn)時(shí) ,必須先接通電源 ,讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作正常后才能松開(kāi)紙帶讓重錘下落 （ 4）本實(shí)驗(yàn)因不需要知道重物動(dòng)能的具體數(shù)值 ,故不需要測(cè)出重物的質(zhì)量 m. （ 5）實(shí)際上重物和紙帶下落過(guò)程中要克服阻力 (主要是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力 )做功 , 所以動(dòng)能的增加量△ EK必定稍小于勢(shì)能的減少量△ EP（電源頻率為 50Hz）。