實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 教學(xué)設(shè)計(jì) 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)+

《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》實(shí)驗(yàn)說(shuō)課稿一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)背景（一）教材分析本節(jié)是人教版高中物理必修二第八章第五節(jié)，本節(jié)課主要讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒，加深對(duì)上節(jié)課機(jī)械能守恒定律的理解，又為接下來(lái)的動(dòng)量守恒、電荷守恒等定律奠定基礎(chǔ)，本節(jié)具有承上啟下的作用。（二）學(xué)情分析學(xué)生已學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒的理論知識(shí)，有一定的理論基礎(chǔ)，也具備一定的實(shí)驗(yàn)操作技能，但是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析還有所欠缺。根據(jù)以上的教材分析，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，考慮到學(xué)生已有的知識(shí)和心理特征，制訂以下教學(xué)目標(biāo)。二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)（一）物理觀念：理解驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。（二）科學(xué)思維：通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，對(duì)機(jī)械能守恒的條件有更深刻的認(rèn)識(shí)。（三）科學(xué)探究：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，確定需要測(cè)量的物理量，正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。（四）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：樹立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神。所以，本節(jié)的重點(diǎn)與難點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路、瞬時(shí)速度的測(cè)量以及數(shù)據(jù)處理分析。為突破重難點(diǎn)，我將利用常見(jiàn)的器材開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容（一）實(shí)驗(yàn)原理原有教材實(shí)驗(yàn)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)重物自由落體的速度，有測(cè)量誤差且紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間有摩擦力影響?，F(xiàn)研究物體在重力作用下做拋體運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒。如圖所示，選定一點(diǎn)為起始點(diǎn)O，速度記為V0，其余各點(diǎn)的速度V，到O點(diǎn)的高度差h，根據(jù)重力勢(shì)能減少量等于動(dòng)能增加量，即得作V2-h圖，是一條直線，且斜率接近2g,那么小球機(jī)械能守恒。（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路1、錄制視頻利用“平拋演示儀”讓小球從斜槽某一位置釋放做拋體運(yùn)動(dòng)，用相機(jī)拍攝小球拋體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。2、將視頻導(dǎo)入tracker軟件，定點(diǎn)追蹤小球的運(yùn)動(dòng)，分析坐標(biāo)和速度。（三）實(shí)驗(yàn)過(guò)程環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)情景,引入實(shí)驗(yàn)聯(lián)系滑雪運(yùn)動(dòng)激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生思考“忽略空氣阻力的情況下，物體做拋體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程機(jī)械能守恒”。引導(dǎo)：如何讓小球做拋體運(yùn)動(dòng)？環(huán)節(jié)二：確定實(shí)驗(yàn)器材小球、平拋演示儀環(huán)節(jié)三：實(shí)驗(yàn)操作調(diào)節(jié)平拋演示儀的板面豎直，釋放小球，用相機(jī)記錄拋體運(yùn)動(dòng)的視頻設(shè)疑：怎樣獲得瞬時(shí)速度的大小？討論與探究：學(xué)生通常會(huì)聯(lián)系之前的平拋運(yùn)動(dòng)，多次釋放小球獲取數(shù)據(jù)。此時(shí)，老師提出只需一次拋體運(yùn)動(dòng)過(guò)程，利用tracker軟件分析獲得瞬時(shí)速度大小。激發(fā)學(xué)生興趣。環(huán)節(jié)四：數(shù)據(jù)處理與分析（1）將視頻導(dǎo)入tracker軟件，截取拋體運(yùn)動(dòng)的片段（2）點(diǎn)擊上方工具欄的建立坐標(biāo)系（3）新建“定標(biāo)桿”，定比例標(biāo)度，保證數(shù)據(jù)與實(shí)際尺寸相符（4）點(diǎn)擊“創(chuàng)建”“質(zhì)點(diǎn)”，進(jìn)行定點(diǎn)追蹤小球運(yùn)動(dòng)軌跡（5）追蹤的同時(shí)在數(shù)據(jù)欄中自動(dòng)顯示數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“表格”添加“速度”即可（6）數(shù)據(jù)分析Tracker軟件自帶分析數(shù)據(jù)功能，創(chuàng)建數(shù)據(jù)函數(shù)V2和h作V2--h圖，是一條直線， V2=19.79h+1.549斜率K=19.79，接近2g,所以小球機(jī)械能守恒。優(yōu)勢(shì)與創(chuàng)新：1、充分利用已有裝置，與信息化結(jié)合小球不需要嚴(yán)格做平拋運(yùn)動(dòng)，斜拋運(yùn)動(dòng)也能利用tracker分析坐標(biāo)和速度；2、操作簡(jiǎn)單方便無(wú)需多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，tracker軟件可對(duì)物體的某一次運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定點(diǎn)追蹤和分析，顯示對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)和速度。3、數(shù)據(jù)處理信息化Tracker軟件實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)象呈現(xiàn)與數(shù)據(jù)分析的同步，使數(shù)據(jù)更直觀準(zhǔn)確，減小誤差。四、實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)與反思本實(shí)驗(yàn)通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生制訂實(shí)驗(yàn)方案，親手操作參與實(shí)踐，是鍛煉學(xué)生思維方法的有效方式，既直觀地獲取知識(shí)，也進(jìn)一步加深對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解。（1）tracker軟件豐富物理教學(xué)資源，輔助教師的課堂演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)（2）無(wú)需復(fù)雜的編程，有助于學(xué)生在課外自主地科學(xué)探究。反思：拍攝視頻時(shí)，注意調(diào)整鏡頭平面與平拋演示儀板面平行。展望未來(lái)：tracker