研究受变力作用或做曲线运动物体机械能的实验
2021-06-06林辉庆
中学物理·高中 2021年2期



摘 要:分析现行人教版教科书中研究机械能守恒实验的不足,指出用实验研究受变力作用或做曲线运动物体机械能的重要性,给出三个可行的实验方案.
关键词:变力;曲线运动;机械能守恒;实验方案
中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1008-4134(2021)03-0054-03
作者简介:林辉庆(1962-),男,浙江台州人,本科,中学正高级教师,研究方向:高中物理学科教学.
机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在力学范围内的表现形式,是高中物理最重要的内容之一.实验研究对学习机械能守恒定律具有不可替代的作用.
1 教科书中实验的不足
现行人教版教科书对于机械能守恒定律的内容,先是通过现象和理论分析推出机械能守恒定律,接着让学生用实验加以验证[1].
教科书在“实验:验证机械能守恒定律”一节中给出了两个参考案例:“研究自由下落物体的机械能”和“研究沿斜面下滑物体的机械能”.对这两种匀变速直线运动的情况,若阻力可以不计,关系式12mv22-12mv21=mgΔh是显然成立的,没有验证的必要(事实上,很多学生也提出这样的问题).尤其是,在第二章“自由落体运动”的学习中,学生已用相同的器材做过测量自由落体加速度的实验,实验测出的加速度是否等于当地的重力加速度,与重物下落的机械能是否守恒是同一回事.
虽然教科书在“实验思路”中指出可以在小球做摆动的情况下验证机械能守恒定律,但由于较难测量小球摆动的速度,因此很少有教师用这种方案进行实……
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