阅读下列材料，完成教学设计。材料一：某版本高中物理教材“验证机械能守恒定律”一节内容。实验：验证机械能守恒定律这一节将通过实验来研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，从而验证机械能守恒定律。实验方法所用装置如图7.9-1

admin2015-12-22 46

问题阅读下列材料，完成教学设计。
材料一：某版本高中物理教材“验证机械能守恒定律”一节内容。
实验：验证机械能守恒定律
这一节将通过实验来研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，从而验证机械能守恒定律。
实验方法所用装置如图7.9-1。

重物的质量用天平测出，纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到重物下落过程中势能的变化。
重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出，这样也就知道了它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能。
比较重物在某两点间的动能变化与势能变化，就能验证机械能是否守恒。
  要注意的问题
  1．重物下落过程中。除了重力外会受到哪些阻力?怎样减少这些阻力对实验的影响?
  2．重物下落时，最好选择哪两个位置作为过程的开始和终结的位置?
  3．为了增加实验结果的可靠性，可以重复进行多次实验，还可以在一次下落中测量多个位置的速度，比较重物在这些位置上动能与势能之和。
  4．实验报告中要写明本实验的目的、原理、器材、主要实验步骤、数据的分析、结论，以及对结论可靠性的评估(包括对可能产生的误差的分析)。
  速度的测量我们学过了匀变速运动的规律，并且已经知道自由落体的运动是匀变速运动，因此可以用一个更简单、更准确的方法测量重物下落时的瞬时速度。
  如图7.9-2，A、B、C是纸带上相邻的三个点，由于已
经知道纸带以加速度a傲匀加速运动，所以A，C两点的
距离可以表示为

式中“2△t”是A、C两点的时间间隔。这样，A、C之间的平均速度可以写成

另一方面
v_B=v_A+a△t
所以
v_B=

这表明：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于这两点前后相邻两点间的平均速度。
材料二：本实验的具体要求为：(1)理解实验的设计思路，明确实验中需要直接测量的物理量；
(2)知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的瞬时速度的方法；
(3)能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析得出实验结论；
(4)能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差。
材料三：教学对象是高中一年级学生，本节内容安排在学习机械能守恒定律之后。
根据上述材料，回答下列问题：
制订本节课的实验设计思路。

选项

答案实验设计思路：该实验通过研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，从而验证机械能守恒定律。 ①重物的质量可以用天平测出；②通过使用打点计时器，由纸带上某两点的距离可知重物下落的高度，从而获得重物下落过程中势能的变化；③重物的速度也可以从纸带上测得，由此可知它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能；④比较重物在某两点间的动能变化与势能变化，便可验证机械能是否守恒。

解析

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