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　　引入：机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变． 　　探究1――猜想：可采用什么方法验证该定律？
　　学生从定律出发，通过猜想、讨论、分析，选择研究对象，确定运动模型；分析适用条件，从多个运动模型中，寻找恰当的运动模型：可选用熟悉的运动模型，如自由落体运动、抛体运动等，可思考探讨新的模型，如单摆等．
　　探究2――小组讨论：分析几种运动模型的可操作性．
　　适合条件的运动模型有多种，必须分析运动模型的可操作性．关于实验的可行性分析，是实验分析的重点与难点，更是决定实验能否完成的关键所在．
　　例如，有学生提出利用单摆来验证机械能守恒定律．实验设计如下：将小球拉至某一高度后由静止释放，测得小球摆动稳定后经过最低点时的速度以及小球到达的最高点的高度，即可通过比较小球在最低点的动能和到达最高点时的重力势能来验证定律．
　　有学生提出质疑：①很难测量小球在最低点的速度；②很难准确测定小球在摆动过程中到达的最高点的位置．讨论后，学生们一致认为单摆模型的可操作性低．最终大多数学生都选择利用自由落体运动模型来完成该实验．
　　探究3――小组讨论、动手：该实验需选用什么实验器材？如何组装？
　　笔者引导学生依据实验原理，确定需要测量的物理量，选择恰当的实验仪器．在该环节中，重点引导学生关注“恰当”，涉及电表量程、仪器精确度的选择等问题．
　　本实验目的是验证，需要确定两个状态，分别测量两个状态对应的v1、v2、h1、h2．学生注意到，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，若以重物刚下落的瞬间为初状态，则只需测量末状态的v、h，验证?荭Ek与?荭EP是否相等即可．学生这一提议，大大简化了数据处理的过程．
　　学生们经讨论还提出：选用铁架台竖直固定打点计时器，利用打点计时器记录重物的运动状态，利用纸带测量重物下落的高度和测算对应的速度．
　　在笔者的引导下，各小组动手组装好实验装置，检验实验的可操作性，做好实验准备工作．
　　探究4――猜想、小组发言：实验步骤如何？
　　学生自行设计实验步骤，讨论步骤的正确性与合理性，明确实验操作应该有先后顺序，不能随意更改，无秩序地完成实验可能导致严重的后果．
　　该实验步骤如下：①组装好实验器材，在纸带下夹上重物；②用手提住纸带上端，使重物靠近打点计时器；③接通电源，释放纸带；④断开电源，取下纸带，进行数据处理．
　　探究5――揣摩、尝试：实验的数据如何呈现？如何处理与记录？如何分析实验结论？如何分析实验误差？
　　该环节注重培养、锻炼学生分析和处理实验数据的能力，重点引导学生掌握高中阶段要求的几种基本处理方法，如列表法、计算法、图像法等．
　　学生处理纸带时发现，重物下落h高度时，总有?荭Ek略小于?荭EP．实验结论：在误差允许的范围内，系统机械能守恒．
　　学生思考后提出，引起实验系统误差的原因主要是重物和纸带在下落过程中与空气、打点计时器的振针、限位孔等的摩擦．选择体积小质量大的重物，同时保证限位孔在同一竖直平面内等，可以有效地减少误差．
　　探究6――反思：实验可如何做进一步的改进？
　　根据本实验原理及系统误差来源分析，重物下落h高度时，总有
　　?荭Ek略小于?荭EP．在误差允许的范围内，该结论可证明机械能守恒定律成立．笔者当堂按照学生设计的步骤完成一次操作，将打出的纸带交由学生处理，却得出一个结果：?荭Ek>?荭EP．是什么原因造成的？笔者将问题抛给学生，引发新的讨论：数据处理时出错？实验装置出了问题？实验步骤遗漏了什么细节？……
　　学生一一求证．重复多次计算，结果不变；检查装置，没问题；再推敲步骤，顺序等均没错．各小组再动手做实验，有的小组这次竟也同样得出了?荭Ek>?荭EP的结论．
　　学生们互相解说自己的实验操作过程，细心回忆、对比两次操作的不同，终于发现了问题：在放开纸带时，手不小心的抖动而使重物下落具有初速度，在处理纸带时却默认了打下的第一个点是无速度的，因而使?荭Ek>?荭EP．
　　学生对实验步骤进行了修改：用夹子固定纸带上端，接通电源后再松开夹子．保证重物无初速下落．
　　经过该环节，学生认识到细节的重要性，享受到探究的乐趣，也提高了对物理的学习兴趣．
　　探究7――课后实践：利用本实验的装置，你还可以探究什么？（如测算当地重力加速度g等）
　　笔者通过猜想、小组讨论、揣摩、尝试、反思等行为设置7个探究环节，从实验原理出发，一步一步引导学生探讨出恰当的实验方法，选出恰当的实验器材，设计出合理的实验步骤，得出实验结论；更进一步引导学生思考新的实验方法，发掘新的实验器材，进行探究性的实验教学．
　　 责任编辑 罗峰

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