向一

摘 要：探讨机械能量守恒定律实验中的不足，提出切实改进实验的方法，减少实验误差，提高实验的可操作性，以便学生更好地探讨认识机械能守恒定律。

关键词：机械能；守恒定律；实验改进

验证机械能守恒定律是高中物理必修课内容之一，课本对该实验的设计思路、步骤和过程均有考察。表面上看，实验设计完善精确，但深入分析可以发现，该实验装置漏洞多，缺乏科学性和操作性，依据课本无法完成实验操作。为此，本文对验证机械能守恒定律实验改进谈谈我个人看法和学习心得，提高实验可操作性和精确性。

一、实验存在的问题

图1为教材所示实验配图，打点计时器使用烧瓶夹固定，即使使用专用夹子也无法将打点计时器固定于铁夹上。电磁打点计时器和电火花计时器所受重力分别为2.7 N和2 N，实验要求电磁打点计时器与烧瓶夹的基础面上，难以计算烧瓶夹住计时器产生的相对压力，也难以稳定地固定打点计时器。而由于两种计时器的结构及功能，计时器只能固定于左下角，该固定位置容易导致烧瓶夹并非夹在离计时器重心位置，使计时器存在转动力矩，试验中容易随振动而向下转动。改用电火花计时器也无法规避该问题。

二、改进措施

使用铁夾底座面和烧瓶夹共同固定打点计时器，如图2所示。将打点计时器竖直放于铁架台底座面，连接线柱一侧贴近铁架台底座面，将铁架台立柱垂直夹角降至合适位置，使用烧瓶夹夹住计时器右上角，带孔一端伸出台面，将打点计时器底座调节至竖直状态。此时打点计时器受铁架台及烧瓶夹共同作用，可将计时器稳定地固定于底座面。该设计方式不仅可以稳定地固定打点计时器，还确保底座与运动纸带始终处于同一水平位置，实验操作也更加灵活方便。另外，试验中保证纸带舒展。纸带通常被卷成圆形，纸带的摩擦力增大。而电磁打点计时器的工作阻力应低于2.49×10-2 N，纸带摩擦力远远高于打点计时器的工作阻力。而且卷曲的纸带也容易导致计时器打点，导致迹点不清晰。因此，实验前应将纸带捋直，减小摩擦力，使“迹点”更清晰。还应选择质地软薄、韧性高的纸带，提高“迹点”的清晰度。

在物理课程改革背景下，物理实验安排设计应贴近实际，使实验仪器结构、性能更加符合学校实际情况，才能更有利于物理实验教学。否则更容易造成实验教学混乱，使实验教学无法发挥作用。

参考文献：

[1]吴含章.验证机械能守恒定律实验的创新设计[J].实验教学与仪器，2014（06）：31-33.

[2]刘玉震.“验证机械能守恒定律”实验的创新方案赏析[J].中学生数理化：高二高三版，2014（05）：26-27.

编辑 谢尾合