山东省淄博第十中学 255000
本实验属验证性学生实验，实验目的是利用重物的自由下落验证机械能守恒定律，要掌握实验方法和技巧、实验数据的采集与处理，分析实验误差，从而不仅从理论上了解机械能守恒定律，而且通过实际观测从感性上增加认识，深化对机械能守恒定律的理解。教材中介绍了测量瞬时速度的更为简单而准确的方法，要明白其道理。然而作为教者，却不能生硬对教材“惟命是从”，实际操作中可对装置中计时器的安装稍作改进──降低计时器高度，上端安装一个纸夹，用纸夹控制纸带释放，这样一来既保证了纸带的有效长度，还可以保证纸带没有初速度。
【教学重点】验证机械能守恒定律的实验原理。
【教学难点】验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。
【教学方法】探究、讲授、讨论、学生分组实验、练习。
【教学手段】多媒体教学。
【教学用具】多媒体课件（配套设备）、电火花计时器、重物、纸带、铁架台、夹子、电源。
【教学过程】上节课我们学习了机械能守恒定律，掌握了机械能守恒定律的条件和公式，这节课我们通过实验来验证一下机械能守恒定律。
视频引入：播放跳高和跳水（瀑布）的视频
师：请大家描述视频中的动能和重力势能是如何变化或转化的？生：重力势能转化成动能………师：那么在这些实例中减小的重力势能和增加的动能之间的关系是什么样的?
学生猜想：相等。现在我们就通过探究来验证我们的猜想是否正确。首先让我们回顾一下本节课要用到的知识。
一、理论分析
如右图，忽略空气阻力，设重锤的质量为m，当重锤离地面高度为h1时，重锤的机械能是E1=EK1+EP1=______。
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当重锤继续下落至离地面高度为h2处时，重锤具有的机械能是E2=EK2+EP2=______。
试着比较重锤从h1高处落下到h2高度处动能的增加量△EK与重力势能的减少量△EP有什么关系？
小结：机械能守恒定律：在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能可以互相转化，总的机械能保持不变。
二、实验验证
请问如何设计一个实验来验证机械能守恒定律呢？这节课我们用自由落体运动的重锤和打点计时器来验证机械能守恒定律。学生们结合上述问题，在现有器材条件下,小组合作设计实验方案（5分钟）。
方案展示：（实物展台，并学生讲述）补充完善实验方案。确定实验方案。
请大家注意以下几个问题：mg△h= mv22- mv12。
1.要证明上式是否成立，需要测量哪些物理量？
2.如何选择纸带？
3.如何测量这些物理量？任意某点的速度如何测量？（微课教学）
4.如何测量重锤的重力势能减少量和动能的增加量 mv22- mv12？
5.实验中有没有必要测出重锤的质量？为什么？
注意事项：
（1）选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？
我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重物。
（2）安装打点计时器时，应注意什么问题？
计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，计时器要稳定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。
（3）这样做的目的是什么?
减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差；保证重物有足够的下落空间，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算。
（4）实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？
先通电源，再释放纸带。
（5）释放纸带时应注意什么问题？
释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端，确保重物由静止释放。
三、课堂小结
本节课主要学习了：
1.实验目的：用自由落体运动验证机械能守恒。
2.纸带的选取及重物速度的测量方法。
3.实验的误差来源及注意事项。希望同学们课后将整个流程温习一遍后再认真回忆一下实验注意事项，毕竟，细节决定成败。
【教学反思】作为实验课的教后感，酸甜苦辣均有，更加深刻！讲实验、备实验、在黑板上画实验均不能代替学生亲手做实验。上好实验课的一个重要前提是要有耐心。部分学生连日常生活起居也许还需要特别照顾，那若本着“因材施教”的原则，这部分学生的物理实验课应让其达到何等的知识、技能、道德标准，令人费解！一半学生渴望实验课提高自己，一半学生渴望实验课发泄自己。那我想真正能体现一名教师课堂“驾驭能力”的必定是实验课，物理组同仁哪位前辈愿意公开一堂实验课，我想拜学。抱着微弱的希望，还是期待实验考查（动手操作部分）真正独立列入高考考查科目，让我们学生的手真正动起来！
论文作者:苏杰
论文发表刊物:《教育学》2019年4月总第174期
论文发表时间:2019/5/27
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