机械能守恒定律(第一课时).docx

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1、机械能守恒定律（第一课时）执教教师：上海市北蔡中学 李 群一、背景和教学任务简介上海市北蔡中学是浦东新区的一所普通完中，我所执教的学生能在教师的引导下对问题进行初步的探究，但学生学习能力的差异性较大。我们使用的教材是由上海科学技术出版社出版的高中物理试用本。本节课是高中一年级第五章“机械能”中的最后一节“机械能守恒定律”。教材在这一节安排了实验用DIS研究机械能守恒定律，是新课标规定的学生实验。本节课的教学任务是：引导学生由定量实例探究到定性理论推导，归纳得出机械能守恒的条件，同时结合DIS学生实验和PASCO教师演示实验进一步探究阐释机械能守恒的实质。在整堂课中，让学生充分体验领悟物理学科思

2、想和研究方法。二、教学目标1知识与技能（1）知道物体在运动中动能和势能可以相互转化。（2）理解机械能守恒定律的内容。（3）学会用DIS实验验证机械能守恒定律。2过程与方法（1）在机械能守恒定律条件的探究中，经历在不同的现象中寻找共性，体会归纳的研究方法。（2）在机械能守恒定律的探究中，感受用科学探究的方法来研究物理问题和探索物理规律，领悟物理学科思想和探究物理规律的科学方法。3情感、态度与价值观激发学生学习物理的热情，培养学生实事求是的科学态度，促进学生思维发展。三、教学重点和难点1.重点：机械能守恒定律的推理分析过程、定律的内容和定律条件的实质性理解2.难点：根据定律的推理分析过程归纳总结出

3、机械能守恒定律四、教学设计思路和教学流程“机械能守恒定律”是高中物理教学中的一个重点，也是一大难点。这一节的内容与本章的各节内容有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环，它的探究建立在前面所学知识的基础上。由于机械能守恒定律有较强的适用条件，因而在学生学习的过程中比较难于理解。本节课根据我校学生学习情况，设计了三个主要的教学环节。第一环节：创设情景，复习动能和势能，并通过铁球碰鼻实验，激发学生学习的兴趣，引出要探究的问题，提出是不是所有的运动机械能都是守恒的。第二环节：通过理论探究和实验探究建立机械能守恒定律。这一环节是教学的重点，我设置了6个学生活动。从具体计算自由落体运动中动能势能的值，

4、到用演绎的方法证明物体在光滑斜面上下滑的过程中机械能守恒，引导学生从“功是能量转化的量度”来思考动能和势能相互转化的原因，帮助学生搭建思维的脚手架，归纳出机械能守恒的条件。然后又从DIS学生实验引导学生分析数据，寻找摆锤运动过程中机械能接近守恒的原因，并进一步把阻力带来的效果放大，通过设计PASCO演示实验，展示物体沿粗糙斜面下滑过程中动能、势能、机械能的变化情况，引导学生寻找机械能不守恒的原因，从而从另外一个角度得出机械能守恒定律，突破教学难点。本节课根据机械能守恒定律本身的特点，在考虑学生学习过程中可能出现的困难的基础上，采用了充分体验、感知的教学策略，理顺知识逻辑关系，为学生的学习铺设台

5、阶，使学生收获的不仅仅是理解机械能守恒定律，更主要的是学生充分体验感受到了物理学科思想，促进了学生的思维发展。教学流程图活动5：DIS学生实验，寻找机械能接近守恒的原因情景1：观察铁球摆动，引导提问活动1：猜测结论，演示铁球碰鼻实验，引入新课活动2：计算并寻找自由落体运动中机械能的变化规律活动3：用演绎方法证明物体沿光滑斜面下滑过程中机械能守恒活动4：分析归纳机械能守恒定律的条件活动6：PASCO演示实验，讨论机械能减少的原因活动7：进一步推断机械能守恒定律活动8：解释铁球碰鼻实验五、学习资源和器材的准备1、学生实验：机械能守恒实验器、DIS实验系统（光电门传感器、数据采集器、计算机） 演示实

6、验：碰鼻实验（大铁球，绳子）、PASCO实验（数据采集器、运动传感器、力学轨道、小车、铁架台等）2、多媒体课件六、教学过程教学过程点评(一) 创设情景 引入新课师：前几节课学习了“能”，我们一起来观察铁球现在具有什么能？生：势能。师：势能具有相对性，你是以哪个面作为零势能面的？生：地面。师：如果以铁球运动的最低点作为零势能面，那么铁球在摆动的过程中动能、势能是怎样变化的？生：铁球从高处往下摆动的过程中，动能增加，势能减少；铁球从低处向上摆动的过程中，动能减少，势能增加。师：也就是小球在摆动过程中动能和势能相互转化。同学们是否能根据铁球运动过程中能的变化来提出一个研究的问题呢？同学们讨论一下。生

7、：铁球在摆动中动能减少，势能增加；动能增加，势能减少，那么动能的变化量是否等于势能的变化量呢？生：铁球在摆动过程中，总的能会不会变呢？师：这两个问题提得很好，其实他们提的是一类问题，就是在铁球摆动的过程中，我们能通过观察速度的大小，定性地得出动能的变化；能通过观察高度的变化，定性地得出势能的变化，但动能和势能的和，机械能将是怎样的呢？这值得我们探讨。首先请同学们根据铁球摆动的过程猜想一下，你认为机械能会怎样变化呢？生：机械能可能保持不变。师：如果机械能保持不变的话，铁球从静止开始从这一高度摆动，那么再次回到这个位置它的高度会变吗？生：不会变。师：下面我们就请一位同学上来试试看，让铁球从他鼻子处

8、静止释放，当铁球再一次摆回来时，会不会碰到这位同学的鼻子呢？（一学生上台演示）生：铁球没有碰到鼻子。师：那么是不是所有的运动都是机械能守恒呢？最好我们从一个最简单的运动开始研究。最简单的又能反映出动能势能相互转化的是什么运动呢？生：自由落体运动。师：为什么自由落体运动是最简单的而且又能反映出动能势能相互转化的运动呢？生：因为自由落体运动只受重力作用。（二）探究动能和势能相互转化中，机械能是否守恒1、物体作自由落体运动师：我们就从自由落体运动开始探究。假如说现在有一个质量为1千克的物体自由下落，已知A点的高度为40米，B点的高度为25米，经过A点时速度为10米/秒，请填写表格并思考从这道题中你得

9、到哪些结论。h1h2v1v2AB动能势能A点B点师：自由落体运动AB两点的高度已知，AB两点的势能就可以算出；A点的速度已知，A点的动能能求出。B点的动能怎么算呢？生：利用运动学公式求出B点的速度。V=20米/秒。（学生计算。请一位学生将计算结果填入电脑表格中）师：从表格中，你们得到了哪些结论呢？生：AB点动能势能的值是不同的，但是动能和势能的变化量是相同的，动能增加了150J，势能减少了150J，势能转化成了动能。师：好，根据他的叙述，我就用这样一个表达式来表示。DEK=DEP还可以进一步得到什么结论呢？生：动能势能的和保持不变。师：根据他的叙述，我们也可以用一个表达式来表示。生：EKA+E

10、PA=EKB+EPB，EA=EB师：我们研究的是一种最简单的运动自由落体运动，它在运动中只受重力的作用，经过计算我们得出它在动能和势能相互转化中机械能守恒。如果受力情况复杂一些，受到两个力的作用，机械能将会怎样呢？下面我们来研究从光滑斜面上下滑的物体。2、物体沿光滑斜面下滑师：首先对研究对象受力分析，它受到几个力的作用？生：重力和弹力。师：物体在下滑的过程中，动能和势能是怎样变化的呢？生：动能增加，势能减少。师：接下去我们通过已学过的知识来寻找一下不同位置机械能变化的规律。在前面的学习中，我们知道重力做功它的特点是什么？生：重力做功，重力势能减少。师： 所以物体从A到B运动的过程中，我们可以列

11、出怎样的表达式？生：WG=DEP=mgh1-mgh2师：学习了动能定理后，我们又知道合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量，所以我们可以列出怎样的表达式？生：W总=WG=DEK= mv22/2- mv12/2。师：动能的变化量和势能的变化量都等于WG，所以我们可以得到：DEP=DEk,等式的右边也必然相等，即mgh1-mgh2= mv22/2- mv12/2，整理后得到： mv12/2+mgh1= mv22/2+mgh2=E1=E2师：从整个推导过程中，我们思考一下，是否能用文字来叙述一下结论？生：物体在光滑的斜面上运动，受到两个力的作用，通过理论推导，发现物体动能的变化量与势能的变化量相等

12、，机械能是守恒的。师：我们将前面所研究的两种运动通过表格放在一起来分析，是否能归纳出机械能守恒与什么因素有关呢？请同学们讨论一下。（表格前三行显示，学生讨论填写）运动类型自由落体运动沿光滑斜面下滑的物体机械能守恒守恒受力情况 重力重力、支持力做功的力重力重力师：从前面的研究中我们得出，作自由落体运动和沿光滑斜面下滑的过程中物体的机械能都是守恒的，通过分析它们的受力情况我们发现物体只受重力作用或者受重力、弹力作用机械能都守恒，看来机械能是否守恒与物体受力情况没有关系，那么机械能守恒的条件到底是什么呢？生：师：同学们是否记得，前面我们学了一条很重要的规律：功是能量变化的量度，我们能否通过动能势能相

13、互转化的过程中力做功的情况来找出规律来呢？生：自由落体运动只有重力做功；沿光滑斜面下滑的物体弹力不做功，也只有重力做功。（表格全部显示）师：现在我们是否可以得出机械能守恒的条件来呢，请同学来叙述一下。生：只有重力做功的情况下，机械能守恒。师：很好。刚才我们一上来就提到了摆球的运动，同学们猜测摆球在运动中机械能守恒，那我们是否能用实验来验证它在运动中机械能是守恒的呢？3、D实验：摆锤的运动师：我们来看这个实验。这个实验的研究对象就是摆锤，摆锤被磁铁夹吸住了，当释放磁铁夹，摆锤做曲线运动。我们要验证摆锤摆动的过程中机械能是否守恒，肯定要测出机械能。如何测出机械能呢？生：机械能等于动能与势能的代数和

14、，要求出动能，必须知道这一点的瞬时速度，要求出势能，必须知道这一点离开零势能面的高度。师：这个实验系统已经为大家设定了四个点，而且默认了为势能为零的点，每一点的高度都已经设定好了，势能也就知道了。系统默认A点的速度为0，A点的动能为零，也就表示摆锤从A点静止释放，现在我们只要测出BCD三点的速度，那它对应的动能就能求出，机械能也能求出了。那么如何测量瞬时速度呢？生：用光电门。师：为了精确定位摆锤的初始位置A和光电门分别在BCD三点的位置，实验为大家配备了测平器，测平器使用有它的使用方法和注意点。下面我们请一位同学根据我的叙述将如何使用测平器给大家做一示范。（一学生上讲台示范）师：首先确定摆锤的

15、初始位置A将测平器与标尺盘横线对齐，将测平器尖端与摆锤的中线位置相对。摆锤初始位置A确定好以后，接下去根据系统的顺序要测摆锤在D点的速度，如何做呢？生：只要将光电孔直接对准红线就可以了。师：接下去要测C点的速度。将光电门放在D点，将测平器的尖端与光电孔相对。释放摆锤，摆锤通过D点的速度就能测出。测CD点的速度采用同样的办法，要注意每一次测量速度时，都要按“开始记录”。最后按“数据统计”就能求出这四点的机械能了。下面请大家开始实验。（电脑广播系统向全班展示各小组得出的数据）师：通过实验测得的数据我们可以得出什么结论呢？生：摆锤从A点向D点运动中，势能减少，动能增加，机械能减少。师：从大家的实验数

16、据中我们看到：机械能虽然减少，但很接近。同学们有没有思考过为什们这四点的机械能会有一些差异呢？生：有空气阻力。还存在一些操作误差。师： 是不是正如同学们所想的有阻力，机械能就不守恒了呢？这个实验中摆球所受的空气阻力很小，如果我们将阻力作用放大一点，机械能是否就减少得多一点呢？ 4、PASC0实验：小车沿粗糙斜面下滑的过程师：请大家看这个装置。铁架台将力学轨道架起来，形成一个斜面。为了形成粗糙的斜面，在力学轨道上铺上一块丝绒布，在斜面的一端安装与电脑相连接的运动传感器。我们用PASC0实验来研究，PASC0实验它能通过运动传感器测出每一时刻相对应位置的高度，得到X-t图像，然后转化成V-t图像，

17、又通过软件处理得到每一位置的动能、势能和机械能，并用图像实时显示出来，相当直观。请一位同学帮我一起完成实验，请其他同学观察屏幕上的图线。师：屏幕上出现了三根图线，这三根图线表示什么呢？我们一起来观察图像旁的显示，咖啡色图线表示动能；绿色图线表示势能；紫色图线表示机械能。小车沿粗糙斜面下滑，动能、势能、机械能发生怎样的变化呢？生：动能增加，势能减少，在动能和势能相互转化中机械能减少。师：我们在图像中很明显地看到机械能减少了。为什么机械能减少呢？生：小车在下滑过程中受重力、弹力、摩擦力的作用。除了重力做功外还有摩擦力做功，所以小车沿粗糙斜面下滑机械能不守恒。师：好。这个实验我们将阻力的作用放大了，

18、发现由于阻力做功，物体在动能和势能相互转化中机械能不再守恒了，机械能明显减少了。我们将这两个实验也在表格中罗列出来。运动类型自由落体运动沿光滑斜面下滑的物体摆锤的运动沿粗糙斜面下滑的物体机械能守恒守恒减少，接近守恒明显减少，不守恒受力情况重力重力、支持力重力、绳子拉力、空气阻力重力、支持力、摩擦力做功的力重力重力重力、空气阻力重力、摩擦力师：摆锤在运动中受到重力、绳子拉力、空气阻力的作用，重力和空气阻力做功，阻力很小，从实验中我们得到机械能减少但非常接近；在粗糙斜面上，物体受到重力、弹力和摩擦阻力的作用，重力和摩擦力做功，摩擦阻力相对摆锤实验的空气阻力来说比较明显，从实验反应出来的图像中得到机

19、械能明显减少。那么同学们能否通过这两个实验，再结合前面的理论推导，进一步推断机械能守恒定律呢？同学们讨论一下。生：如果只有重力做功，没有其它外力做功机械能守恒；如果除了重力做功，还有其他外力做功，机械能不守恒。师：机械能守恒是一个理想化的情况，在实际的运动中，物体总会受到阻力的作用，机械能会有损失，但如果阻力足够小，我们可以忽略阻力的作用，认为机械能是守恒的。但如果阻力比较大，像我们前面研究的粗糙斜面，机械能就不守恒了。师：通过今天这节课的学习，我们认识了一个物理学中很重要的定律机械能守恒定律，现在大家能不能解释铁球碰不到鼻子的原因了吗？生：铁球在运动中除了重力做功外，还有空气阻力做功，但空气

20、阻力很小，所以机械能有一点点损失，所以再次回到鼻子处高度降低了一点，所以不会碰到鼻子。师：我们同学看见铁球摆过来了往后退只是心理作用，是人的正常反应，铁球是绝对不会碰到鼻子的。作业布置（略）七、教学反思本堂课是我参加张主方、张大同两位导师主持的上海市名师后备物理基地的一节研究课。在对本课进行设计的过程中，得到了张主方导师和教研员的大力帮助和精心指导。1、本节课在实验数据处理方面做了一些突破。在DIS验证机械能守恒定律的学生实验中，我通过电脑广播系统展示了几组学生的实验数据，同学们发现在摆球从A点向D点运动的过程中，动能增加，势能减少，机械能减少，但机械能的值相当接近。在前一堂试讲课中，我按照惯

21、常的数据处理方式，以“在误差允许的范围内”得到机械能守恒定律，但这样的处理方式有些牵强，学生感觉测出的机械能不相等，老师却说机械能是守恒的，不利于学生对机械能守恒定律实质性的理解。所以在试讲后，我接受了张老师的建议，跳出传统的思维，直面问题，在研究课中，我让学生通过实验数据寻找机械能接近守恒的原因，大多数同学都能想到摆球在摆动过程中机械能之所以减少是由于受到阻力的作用，阻力做功使得机械能减少。然后我又进一步引导学生：这个实验摆球所受的空气阻力很小，所以对机械能大小的影响就很小了，机械能在减少，却很接近。但是如果我们设计一个实验，让阻力作用放大，是不是物体的机械能将会减少得多一点呢？在教学设计中

22、我采用了PASCO实验系统，因为PASCO实验系统测物体运动中能的变化时，能将动能、势能、机械能的变化情况以图线的形式实时记录下来，很直观。于是在课中我向学生简单地介绍了PASCO实验的原理，并做了演示实验：在光滑的力学轨道上铺一块丝绒布形成粗糙斜面后，让小车从斜面下滑，此时能观察到的图像是动能减少，势能增加，但机械能却明显减少了。通过这个实验，学生很容易得出机械能不守恒的原因是由于除了重力做功以外，还有外力做功，从而进一步阐释了机械能守恒定律，突破了教学难点。在本节课中这种体现物理学科思想，又能促进学生思维发展的过程让学生充分体验感受到了。2、在教学设计中我根据普通中学学生的学习基础，比较注

23、重理顺知识逻辑关系，为学生的学习铺设台阶。本节课从动能、势能的复习引出动能势能可以相互转化，通过碰鼻小实验猜测机械能是否守恒，再通过机械能守恒定律的理论探究和实验探究，逐次开展。在理论探究中，我设置了较低的台阶，第一步让学生从计算自由落体运动中动能、势能的具体值得出机械能变化规律，第二步用演绎的方法带领学生一起证明物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，这两步所有的学生都能拾阶而上，使学生有了成功的体验，然后第三步是通过表格归纳得出“只有重力做功”的条件，我充分考虑到这一学习过程中学生在思维上存在一定的跨越，如果教师不能够恰当地引导，学生是很难归纳出“只有重力做功”这个结论的，故我引导学生从“功

24、是能量转化的量度”来思考动能和势能的相互转化的原因，帮助学生搭建思维的脚手架。可以说从第一步到第三步，实际上是引导学生的思维从一开始简单的套公式计算得出结论，过渡到了更高层次的思维探究，使学生思维的深刻性、广阔性、变通性等品质得到强化训练。对那些起点低的学生来说，在这个探究过程中他们收获了信心，他们在一个个具体的阶梯目标实现中获得了探究的乐趣。八、案后语NABCGF本节课研究了在只有重力做功的情况下，物体动能和势能可以相互转化，而机械能总量保持不变，没有进一步涉及到只有弹力做功时，机械能是否守恒的问题。这对于基础一般的学生可能讲到这一步更适合，但对于基础较好的有拓展能力的学生来说，可以在课上再

25、作如下三点拓展。在得出“只用重力做功，机械能守恒定律”的基础上，向学生说明，重力势能是物体和地球组成的系统具有的，所以我们也可以这样阐述：只有重力做功时，物体系统内的机械能守恒。l 只有弹力做功提出问题：势能包括重力势能和弹性势能，只有弹力做功时，机械能与守恒吗？实验：气垫导轨上的水平弹簧振子，观察振动过程。由同学讨论振动过程的能量转化和实验结论，结合前几节已经探究过的弹力做功与弹性势能的关系，类比重力做功，进行分析。WF= EK2-EK1 又 WF= EP1-EP2=EK2-EK1则EP1+EK1=EP2+EK2结论：只有弹力做功时，系统机械能守恒l 系统内只有重力和弹力做功分析实验：竖直弹

26、簧振子的振动，观察现象，作出分析。结论：在只有重力和弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变l 引导学生分析结论，加深理解：“在只有重力和弹力做功的物体系统内”是机械能守恒的条件“而总的机械能保持不变”是结论“动能和势能可以互相转化”是系统内重力或弹力做功的结果。从能量转化角度看，机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况。条件：系统内只有重力（或弹力）做功。公式：EP1+EK1=EP2+EK2 （E1=E2）NABCGF机械能守恒定律（第一课时）一、 碰鼻实验（创设情景）资源与器材：大铁球，绳子组装与操作：用绳子将大铁球系在天花板下。让一位学生上台表演碰鼻实验

27、，人站在铁球的一端，将铁球拉离竖直方向，使它凑近鼻子，然后轻轻放手，大铁球将向前摆去，接着又反向摆回来。当摆动很快的大铁球再一次向你摆过来时，有没有碰到你的鼻子，你敢不敢镇定自若地站在那里不动？设计意图：以惊激趣，以趣生疑，以疑引思，迅速激起学生的兴趣，集中注意力，激发探究欲望。教学案例片段学生活动教师活动1 观察铁球的摆动，回忆动能、势能、机械能等已学知识。2 针对铁球运动过程中能量的变化，思考提出想要研究的问题。3 猜测铁球机械能的变化情况。4 一学生上讲台演示，其余学生观察实验。问题1：铁球摆动过程中动能、势能、机械能是怎样变化的？引导学生能根据铁球运动过程中能量的变化来提出一个研究的问

28、题呢？问题2：猜想一下，你认为铁球在摆动过程中机械能会怎样变化呢？引导学生用铁球碰鼻实验来验证猜测。二、用DIS实验验证机械能守恒定律（探究性定量实验）资源与器材：DIS（数据采集器、光电门传感器、计算机等）、机械能守恒实验器、铁架台等。组装与操作：1、架设好“机械能守恒实验器”，将光电门传感器连接到数据采集器第一通道。2、点击教材专用软件主界面上的实验条目“研究机械能守恒定律”，打开该软件。(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M，将数据输入软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演示器的D点，并默认此点为O势能点(图68)。 (5)点击“开始记录。在某一固定点释放实验

29、器的圆柱摆，圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M，将数据输入软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演示器的D点，并默认此点为O势能点(图68)。 (5)点击“开始记录。在某一固定点释放实验器的圆柱摆，圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M，将数据输入软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演示器的D点，并默认此点为O势能点(图68)。 (5)点击“开始记录。在某一固定点释放实验器的圆柱摆，圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M

30、，将数据输入软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演示器的D点，并默认此点为O势能点(图68)。 (5)点击“开始记录。在某一固定点释放实验器的圆柱摆，圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M，将数据输入软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演示器的D点，并默认此点为O势能点(图68)。 (5)点击“开始记录。在某一固定点释放实验器的圆柱摆，圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M，将数据输入软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演示器的D点，并默认此点为O势能点(图6

31、8)。 (5)点击“开始记录。在某一固定点释放实验器的圆柱摆，圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M，将数据输入软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演示器的D点，并默认此点为O势能点(图68)。 (5)点击“开始记录。在某一固定点释放实验器的圆柱摆，圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M，将数据输入软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演示器的D点，并默认此点为O势能点(图68)。 (5)点击“开始记录。在某一固定点释放实验器的圆柱摆，圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示3、

32、测量机械能守恒实验器摆锤的直径s及其质量m，将数据输入软件窗口下方的表格。4、将磁铁夹固定在机械能守恒实验器的A点上方510cm处，将光电门固定在A点，取摆锤摆动时的最低点为零势能点。5、点击“开始记录”，释放摆锤，摆锤通过光电门传感器的速度就显示在表格中。6、依次将光电门传感器固定在B、C、D点，点击“开始记录”，重复实验，得到四组数据。7、点击“数据计算”，得到摆锤通过A、B、C、D各点时的动能、势能和机械能值。设计意图：1、研究动能和重力势能转化中所遵循的规律。2、通过数据分析，使学生得到机械能减少是由于受到阻力的作用，阻力做功使得机械能减少。教学案例片段学生活动教师活动1 使用测平器精

33、确定位摆锤的初始位置A和光电门分别在BCD三点的位置。测出各点速度，从而得出各点的动能、势能、机械能。2 学生根据实验数据得出：摆锤在运动中，势能减少，动能增加，转化过程中机械能在减少，但机械能很接近。3 学生讨论得出有空气阻力，还存在一些操作误差，使得机械能不守恒。讲解示范：如何使用测平器精确定位。展示各组学生的实验数据。引导学生对实验数据进行分析，得出实验结论。问题1：为什们A、B、C、D四点的机械能会有一些差异呢？问题2：这个实验中摆球所受的空气阻力很小，如果我们将阻力作用放大一点，是不是机械能减少得就多一点呢？应用建议：1固定光电门和磁铁夹时为达到精确定位，需使用测平器。2每次释放摆锤

34、之前，均需点击“开始记录”。3当摆锤通过光电门传感器后，要防止摆锤回摆产生误挡光。三、用PASCO实验得出物体沿粗糙斜面下滑机械能不守恒（探究性定性实验）资源与器材：PASCO系统（数据采集器、运动传感器）、力学轨道、小车、铁架台等。组装与操作：1、 用铁架台架设好力学轨道，形成斜面，在斜面上铺一块丝绒布，形成粗糙斜面。2、 将USBLINK接口连接到计算机USB口上，将运动传感器安装在斜面的一端，并与连接到USBLINK上。2、打开“DataStudio”软件中“机械能守恒”。(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M，将数据输入软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演

35、示器的D点，并默认此点为O势能点(图68)。 (5)点击“开始记录。在某一固定点释放实验器的圆柱摆，圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M，将数据输入软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演示器的D点，并默认此点为O势能点(图68)。 (5)点击“开始记录。在某一固定点释放实验器的圆柱摆，圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M，将数据输入软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演示器的D点，并默认此点为O势能点(图68)。 (5)点击“开始记录。在某一固定点释放实验器的圆柱摆，

36、圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M，将数据输入软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演示器的D点，并默认此点为O势能点(图68)。 (5)点击“开始记录。在某一固定点释放实验器的圆柱摆，圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M，将数据输入软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演示器的D点，并默认此点为O势能点(图68)。 (5)点击“开始记录。在某一固定点释放实验器的圆柱摆，圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M，将数据输入

37、软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演示器的D点，并默认此点为O势能点(图68)。 (5)点击“开始记录。在某一固定点释放实验器的圆柱摆，圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M，将数据输入软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演示器的D点，并默认此点为O势能点(图68)。 (5)点击“开始记录。在某一固定点释放实验器的圆柱摆，圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示(3)测量动能势能转化实验器圆柱形摆的直径S及其质量M，将数据输入软件窗口下方的表格。 (4)将光电门传感器固定在演示器的D点，并默认此点为O势能点(图68)。 (5

38、)点击“开始记录。在某一固定点释放实验器的圆柱摆，圆柱摆通过光电门传感器的速度就显示3、点击“启动”，让小车从斜面顶端由静止下滑。4、当小车下滑到斜面底端时，点击“停止”。5、得到E-t图像，显示小车在粗糙斜面下滑过程中动能、势能、机械能随时间变化的三根图线。设计意图：本实验与上一个实验“用DIS实验验证机械能守恒定律”相映衬。本实验将阻力作用的效果放大了，通过实验显示出来的图线学生能比较直观地得出：物体沿粗糙斜面下滑的过程中，由于阻力做功，所以机械能不守恒，帮助学生更好地理解机械能守恒定律的实质。体现物理学科思想，促进学生的思维发展。教学案例片段学生活动教师活动1由一位学生与教师共同完成实验，其他学生观察实验。2观察图线，从实验显示的图线中得出：小车沿粗糙的斜面下滑，动能增加、势能减少、机械能减少。3分析讨论机械能减少的原因，得出在小车运动的过程中，有阻力做功，所以使得机械能减少。4综合实验现象，进一步阐释机械能守恒定律。简单讲解实验装置，讲解PASCO实验原理，。引导学生观察图线，思考机械能减少的原因。引导学生根据本实验并结合前两个实验进一步推断机械能守恒定律。应用建议：1 实验前要调好运动传感器方向，使之对准斜面上的小车。2 将丝绒布拉平后释放下车，当小车下滑到斜面底端时，按“停止”，并适当调整坐标间距。建议让一位学生帮助老师共同完成本实验。