《实验：验证机械能守恒定律》教学设计 这个实验属验证性学生实验，实验目的是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，从而不仅从理论上理解机械能守恒定律，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然而作为教师，不能对教材惟命是从，可以从现有的器材中选择一些，重新设计能验证机械能守恒定律的实验，开拓学生视野，拓展学生思维，增强操作能力，进一步加深对验证机械能守恒定律的理解教学目标】知识与技能1 掌握验证机械能守恒定律的原理2 学会游标卡尺的读数方法3 了解用极限法求瞬时速度过程与方法通过用气垫导轨验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法情感 态度与价值观通过实验，体会学习的快乐，培养学生观察和思考能力，养成实事求是的科学态度 【教学重点】 掌握验证机械能守恒定律的原理教学难点】 机械能守恒定律的误差分析，减少实验误差的方法教学方法】 探究，讲授法，实验法，讨论法 【教学用具】 气垫导轨，游标卡尺，天平，带遮光条的滑块，数字计时器，砝码，托盘 【教学过程】复习引入 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 实验介绍 1．实验目的：验证机械能守恒定律 2．实验原理：原理图如下 本实验通过气垫导轨来验证系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的机械能守恒滑块在砝码的牵引下向右移动，先后通过光电门1，光电门2，因为滑块在气垫导轨上运动，不受阻力作用，忽略空气阻力情况下，系统机械能守恒 滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统重力势能的减少量（也是砝码重力势能的减少量）ΔEp=mgx，系统动能的增加量Ek2－Ek1，当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为EK1=(M＋m)2和EK2=(M＋m)2如果ΔEp= Ek2－Ek1， 系统机械能守恒实验步骤 ①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平②用游标卡尺测量挡光条的宽度，结果如图所示，由此读为 mm③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2⑤从数字计数器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。
验证方案用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式： ①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=和v2=②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为EK1=(M＋m)2和EK2=(M＋m)2③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少ΔEp=mgx（重力加速度为g） 如果ΔEp Ek2－Ek1，在误差允许范围内，则可认为验证了机械能守恒定律 【注意事项】1 本实验中的阻力（空气阻力、细绳与滑轮的摩擦阻力）是客观存在的，只有当托盘和砝码的重量足够大，才能确保阻力远小于重力，近似满足机械能守恒的条件2 如果我们得到的式子是mgx>(M＋m)2___ (M＋m)2是正常的，因为有各种阻力作负功；如果得到mgx< (M＋m)2___ (M＋m)2，则说明实验有问题3 本实验需要测量滑块的质量,托盘和砝码的总质量4 气垫导轨要放在水平桌面上，当滑块通过光电门1和光电门2的时间5 相等时，即滑块能匀速运动，说明导轨水平了 5 释放滑块之后，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2，并且通过光电门2后立刻用手按住滑块，保护实验器材不被摔坏。
6 重力加速度不能取10m/s2 ，因为这是一个考查实际重力势能变化的问题如果是这样，我们所验证的守恒关系将是一个恒等关系──从理论的角度看，本实验可以这样看：托盘和砝码的加速度从多大的程度接近重力加速度，就是从多大程度上满足机械能守恒定律误差分析】 1 测量误差：减小测量误差的方法，是多测几次取平均值．2 系统误差：由于下落过程中要克服阻力做功，细线和滑轮之间也不可避免的有摩擦，故动能的增加量ΔEk必定稍小于重力势能的减少量ΔEp，改进办法是调整器材的安装，选用质量大一些的托盘和砝码，用细些的线，尽可能地减小阻力．【课堂小结】， 本节课我们用另一种方法验证了机械能守恒定律复习了游标卡尺的读数方法，极限法测速度，实验误差分析，注意事项在课后，同学们要对整个实验过程回顾一下，仔细体会细节，因为细节决定成败作业布置】 1 完成实验报告 2 做资料上P92达标训练教学反思】 物理实验教学是物理教学的重要组成部分，通过实验教学更能加深对物理规律的理解本实验通过另一种方法验证了机械能守恒定律，大部分学生加深了对定律的理解讲实验，背实验，画实验都不能代替学生做实验。
同时，实验教学对教师也是一种挑战，真正体现课堂“驾驭能力”的必然为实验课。