9 實驗：驗證機械能守恆導學案
【學習目標】：
1.知識與技能
（1）理解實驗的設計思路，明確實驗中需要直接測量的物理量.
（2）知道實驗中選取測量點的有關要求，會根據實驗中打出的紙帶測定物體下落的距離，掌握測量物體運動的瞬時速度的方法.
(3)能正確進行實驗操作，能夠根據實驗資料的分析中得出實驗結論.
(4)能定性的分析產生誤差的原因，並會採取相應的措施減小實驗誤差.
2.過程與方法
（1）運用實驗驗證機械能守恆定律，體會科學**的方法.
（2）引導學生掌握實驗的研究方法，培養科學的素養。
3.情感態度與價值觀
(1)通過實驗培養對科學研究的興趣.
(2)通過實驗培養學生實事求是的態度，為樹立科學的世界觀和人生觀奠定基礎。
課前預習案】
1.溫故知新：
（1）在只有_____或_____彈力做功的物體系統內，_____和_____可以相互轉化，而保持不變. 這叫做機械能守恆定律.
（2）機械能守恆定律的表示式：
2.自主預習：
如圖所示，乙個物體的質量為ｍ，初速度為v1，在與運動方向相同的恒力f（不計摩擦阻力）的作用下發生一段位移l，速度增大到v2，則：
①力f對物體所做的功多大?
②物體的加速度多大?
③物體的初速、末速、位移之間有什麼關係?
④結合上述三式你能綜合推導得到什麼樣的式子?
解析：①力對物體做的功為：w根據牛頓第二定律有
③根據運動學公式有
④w分析概括：合力f所做的功等於_______這個物理量的變化；又據功能關係，f所做的功等於物體______的變化，所以在物理學中就用這個量表示物體的動能。
2.**預習體會：
【課內**案】
**一：**動能表示式及外力做功與物體動能的變化之間的定量關係
1.就下列幾種物理情境，用牛頓運動定律推導：外力做功與物體速度的變化之間的定量關係：
情境1：質量為m的物體，在光滑水平面上，受到與運動方向相同的水平外力f的作用下，發生一段位移l，速度由v1增加到v2
情境2：質量為m的物體，在粗糙水平面上，受到與運動方向相同的水平外力f和摩擦力[', 'altimg': '', 'w':
'20', 'h': '23'}]的作用下，發生一段位移l，速度由v1增加到v2
結論： 2.模擬重力勢能的得出過程，思考「[mv_{}^', 'altimg': '', 'w': '55', 'h': '43'}]」意義加深對其理解：
(1)單位：
（2）量性：
（3）有無正負？
（4）其是狀態量，還是過程量？
即學即用：
我國第一顆人造衛星的質量是173㎏，執行速度是7.2㎞/s，它的動能是多少？
3.動能定理
思考總結動能定理的內容和意義:
**二：動能定理的應用
**以下兩道例題，總結應用動能定理解題的方法和步驟：
例題一：一架噴氣式飛機質量為5.0×103㎏，起飛過程中從靜止開始滑跑，當位移達到l=5.
3×102m時，速度達到起飛速度v=60m/s在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的0.02倍。求：
飛機受到的牽引力。（g=10m/s2）
例二：如圖所示，ab為1/4圓弧軌道，半徑為r，今有質量m的物體，自a點從靜止起下滑到b點時速度為v。求物體在軌道ab段所受的阻力對物體做的功。（g=10m/s2）
學生活動：應用以下實驗器材設計一實驗方案，測出用彈弓彈射小球過程中做的功。
彈弓、重小球、公釐刻度尺、重錘線。
小結：當堂達標：
1.改變汽車的質量和速度，都可能使汽車的動能改變，在下列情況下，汽車的動能變為原來的4倍的是（ ）
a、質量不變，速度增為原來的2倍 b、速度不變，質量增為原來的2倍
c、質量減半，速度增為原來的4倍 d、速度減半，質量增為原來的4倍
2.乙個人站在陽台上，用相同的速率v0分別把三個球豎直向上丟擲，斜向上丟擲，水平丟擲，則三球落地的速率（ ）
a、斜上拋球最大 b、豎直上拋球最大 c、平拋球最大d、三球一樣大
3.質量是500g的足球被踢出後，某人觀察它在空中的飛**況，估計上公升的最大高度是10m,在最高點的速度為20m/s。請你根據這個估計計算運動員踢球時對足球做的功。
（g=10m/s2）
【課後拓展案
1. 分別用牛頓運動定律和動能定理求解下題：質量為m=3kg的物體與水平地面之間的動摩擦因數μ=0.
2，在水平恒力f=9n作用下起動。當m位移s1=8m時撤去推力f，試問：還能滑多遠？
(g取10m/s2)。
2..半徑的豎直放置的圓軌道與水平直軌道相連線。如圖6所示。
質量為的小球a以一定的初速度由直軌道向左運動，並沿圓軌道的內壁衝上去，如果a經過n點時的速度[=4m/s', 'altimg': '', 'w': '87', 'h':
'23'}]a經過軌道最高點m時對軌道的壓力為，取[', 'altimg': '', 'w': '99', 'h':
'21'}]．求：小球a從n到m這一段過程中克服阻力做的功w．
3.如圖所示，質量為m的鋼珠從高出地面h處由靜止自由下落，落到地面進入沙坑h/10停止，則
（1）鋼珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？
（2）若讓鋼珠進入沙坑h/8，則鋼珠在h處的動能應為多少？設鋼珠在沙坑中所受平均阻力大小不隨深度改變。
驗證機械能守恆定律實驗總結
1.實驗目的 學會用打點計時器驗證機械能守恆定律的實驗方法和技能 2.實驗原理 在物體自由下落的過程中，只有重力對物體做功，遵守機械能守恆定律，即重力勢能的減少量等於動能的增加量。在實驗誤差範圍內驗證 必須初速度為零 或 v1 0 測定第n點的瞬時速度的方法是 測出第n點的相鄰前 後兩段相等時間t內...
機械能守恆定律
a 拉力對重物所做的功等於增加的動能 b 物體克服重力所做的功等於物體增加的動能 c 合力對物體所做的功等於物體增加的動能 d 拉力對物體做的功等於物體克服重力做的功 7 如圖2所示，質量為m的物體，以速度v離開高為h的桌子，當它落到距地為h的a點時，在不計空氣阻力的情況下，以地面為重力勢能的零點，...
實驗報告 驗證機械能守恆定律
一 實驗目的 研究物體自由下落過程中勢能與動能驗證機械能守恆定律 二 實驗原理 在只有重力做功，即自由落體運動時，物體的重力勢能和動能可以相互轉化，但總的機械能守恆。通過測量出物體下落高度h和瞬時速度v，比較動能增量 ek mv與勢能增量 ep mgh是否滿足 ep ek 從而驗證機械能守恆定律。三...