第一篇：7.8機械能守恒定律教學設計2

《機械能守恒定律》教學設計

一、教學任務

機械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在機械運動范圍內(nèi)的具體體現(xiàn)，是能量守恒的特殊形式，是高中學生對能量轉化和守恒的啟蒙，機械能守恒定律起著承前啟后的作用，是必須牢固掌握的一個重要規(guī)律。學生將通過本節(jié)課理解機械能守恒定律及其條件，同時通過學習體驗探究物理規(guī)律的一種手段──理想實驗研究方法。

二、教學目標

（一）知識與技能

1．理解物體的動能和勢能是可以相互轉化的。

2．理解機械能守恒定律及其條件。

3．會用光電門傳感器和Excel表處理數(shù)據(jù)和完成實驗。

（二）過程與方法

1．利用現(xiàn)代化技術處理實驗數(shù)據(jù)，觀察、想象、推理，獲得機械能守恒定律，感受理想實驗方法是學習和研究物理的一種科學方法。

2．通過對機械能守恒條件的歸納，經(jīng)歷在不同的現(xiàn)象中尋找共性的研究方法。

（三）情感、態(tài)度與價值觀

1．通過對機械能守恒定律的探究，體驗理想實驗是探究物理規(guī)律的一種重要方法和手段，激發(fā)學習的積極性、能動性。

2．通過將科學技術與物理課堂結合，提高自身做物理實驗的科學素養(yǎng)。

3．在運用機械能守恒定律解決實際問題的過程中，體驗學有所得的快樂，并感悟物理與社會生活的緊密聯(lián)系。

三、教學重點和難點

重點：

運用理想實驗探究機械能守恒定律。

難點：

歸納出只有重力做功是機械能守恒的條件。

四、教學方法

實驗探究法

五、教學資源

DIS實驗系統(tǒng)（光電門傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機），毛巾斜面、橡膠斜面、玻璃斜面各一塊，小車一個，鐵架臺一個，直尺一把。

六、教學設計思路和教學流程

（一）教學設計思路

本節(jié)課采用“情景引入──探究實驗──驗證結論──條件歸納──應用和小結”的教學流程：從過山車模型中發(fā)現(xiàn)動能和重力勢能可以相互轉化，提問在轉化過程中動能和重力勢能的總量（機械能）是否相等，進而引出探究的主題；引導學生通過斜面實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)（圖象），猜想、討論、分析、推導出機械能守恒定律，從方法論上影響學生；之后運用已學的理論知識動能定理驗證結論，將理論和實驗推理很好的相結合；在條件討論過程中設計多個情景，通過不同情況下讓學生尋找力做功的共性，師生互動討論歸納出機械能守恒的條件；最后運用提桶碰鼻實驗來判斷學生知識掌握的程度。

本設計要突出的重點是：運用理想實驗探究機械能守恒定律。在實驗探究當中，選擇多個摩擦程度不同的斜面，讓小車受到的摩擦力逐漸減小，觀察出這個過程中小車機械能的一個變化趨勢，最終推導出摩擦力為零的情況。通過模擬物理學家伽利略研究斜面實驗時采用的理想實驗方法，以可靠的實驗事實為基礎，突出主要因素，忽略次要因素，通過抽象思維得出機械能守恒。讓學生在探究、推理過程中得出結論，有利于培養(yǎng)學生的推理能力、分析歸納能力和探索發(fā)現(xiàn)能力，領悟理想研究方法。

本設計要突破的難點是：機械能守恒的條件是只有重力做功。首先引導學生想到能的變化是與力做功有密切關系的，而后考察摩擦力做功、拉力做功等情況下機械能不守恒的原因，尋找力做功的共性，即只有重力做功。通過師生互動思維探究過程，深刻領會到物理學科的嚴謹性和流暢性，感受物理之美。

媒體設計思想：觸摸式白板軟件是一種新型的教學軟件，它具有很強的交互性和動態(tài)直觀性，便于思維的形成。同時通過對DIS光電門傳感器的使用，學習運用DIS解決物理問題。

（二）教學流程

七、教學過程

教學環(huán)節(jié) 教學內(nèi)容

教師活動 復習：動能、勢能和機械能及其表達式

師生共同復習

學生回答

學生猜測

學生活動

設計意圖

動能和勢提能相互轉

一、新課出化的過程引入 問中，機械能題 是否變化

由演示發(fā)現(xiàn)新問題，激發(fā)探究興趣。

小球在運動過程中動能和重力勢能如何變化？

在小球的動能和重力勢能相互轉化的過程中，動能和重力勢能的總量（機械能）又會如何？是否存在什么規(guī)律？

學生討論實驗的設計

二、新課實教學1驗活動I：（機械探

能守恒）究 學生實驗

我們用什么方法來

探究這個規(guī)律呢？

（實驗）學生實驗

實驗一：

實驗目的：探究小車

在斜面上下滑的過

程中機械能是否變

化

實驗原理：

E=mgh+mv

2/2

實驗器材：斜面、小

車、直尺、光電門傳

感器、數(shù)據(jù)采集器、電腦 學生回答

分別在斜面的兩個

位置上測出機械能

值

學生分組實驗并記

錄實驗數(shù)據(jù)

繼續(xù)實驗

學生考慮并回答

通過實驗感受科學技術與物理課堂結合的重要性。

結論一：機械能損失

機械能損失的原因是什么？

既然是因為斜面粗糙小車的機械能損失了，那么在粗糙程度不同的斜面上小車的機械能損失程度一樣么？

實驗二：

實驗目的：探究小車在粗糙程度不同的斜面上下滑的過程中機械能損失程度是否一樣

實驗原理：

2E=mgh+mv/

2實驗器材：若干塊粗糙程度不同的斜面、小車、直尺、光電門傳感器、數(shù)據(jù)采集器、電腦

注意：為了比較性，活動II：

演示實驗選擇的兩個位置應確定

選擇桌上另外兩個斜面繼續(xù)實驗

結論二：粗糙程度越小，機械能損失得越少

剛才的實驗中只選

取了兩個位置，只能學生 說明兩位置的機械

能情況，物理是一門

非常嚴謹?shù)膶W科，為

了更說明問題，需要

多取幾組數(shù)據(jù)（三個

光電門，加上釋放

點，總共有四組數(shù)

據(jù)）。

學生討論并回答

斜率更小

學生討論

為了直觀地描述實驗現(xiàn)象，我們用圖象來表示，以機械能為縱坐標，位置為橫坐標，看一下機械能隨位置變化的圖象。

為了比較性，我把三條圖線放在同一張坐標系里面，請同學們觀察并互相討論，從這三條圖線中發(fā)現(xiàn)了什么？

如果我們再選一個更光滑的斜面，那么圖線會怎么樣

如果再光滑呢？（更接近虛線，機械能損失的越少。）

如果我們這樣依次類推，大家想一下，你會發(fā)現(xiàn)什么？

請同學們分組討論。

通過學生的回答進行引導：斜面越趨近光滑，那么圖線的傾若斜面光角越小（機械能損失滑，機械能的越少），推導出如學生歸納 不變 果斜面是光滑的，那

么圖線就是水平的（機械能不損失），即機械能保持不變。

光滑的斜面是一種理想模型，是不存在的，所以我們利用了摩擦程度越來越小推導出光滑斜面上物體的機械能保持不變。事實上這點與曾經(jīng)學過的哪個實驗的思維方式相似。

理想斜面實驗

伽利略的理想斜面實驗 討論歸納

感受理想實驗研究物理問題的科學方法。

在實驗現(xiàn)象的基礎上，突出主要因素，忽略次要因素，最后推導出物理規(guī)律。

運用動能定理W合=ΔEk

師生一起推導出驗運用動能EⅠ-μmgScosθ=EⅡ 證定理驗證

師生共同推導 結結論 當μ=0時則EⅠ=EⅡ即論

如果斜面是光滑的，那么小車的機械能保持不變。驗證結束。

鞏固知識的同時又探討了新知識

機械能守恒的條件是什么？

實驗中小車的機械能為什么損失了？

我們知道功是能變化的量度。

實驗結果中機械能損失的根本原因是什么？

學生回答 如果現(xiàn)在拉一小車

使它在光滑的斜面

上勻速前進，請回答

機械能是否守恒？

克服摩擦力做功 機械能守

恒的條件：機械能為什么增加增加

三：新課只有重力了？ 拉力做正功 教學2師做功

（機械生事實上小車也沒有

能守恒討受到摩擦力，也就是 的條件）論 說它并沒有克服摩擦力做功，但是機械學生小組討論回答 能并沒有保持守恒。

可見，保持機械能守

恒的條件不僅僅是摩擦力不做功。那么機械能守恒的條件到底是什么？

機械能守恒前提是動能和重力勢能相互轉化，所以重力必做功。而光滑斜面上小車受力分析：只有重力做功

在只有重力做功的機械能守

情況下，動能和重力恒定律

勢能發(fā)生相互轉化，學生小結

但是機械能的總量保持不變。

師生互動思維探究過程，深刻領會物理學科的流暢性 實例分析四：應用鞏小結作固業(yè) 復習

教師小結活動Ш：足球碰鼻實驗

請同學試一下，足球如圖靜止釋放，返回來會不會碰到鼻子？

參與活動并解釋現(xiàn)象

做了這個實驗有何感受？

現(xiàn)實生活中只有重力作功是不存在的，所以如果其他力作功遠遠小于重力作功，我們也可以看成機械能守恒。

理想實驗研究方法，以可靠的實驗事實為基礎，突出主要因素，忽略次要因素，通過抽象思維得出機械能守恒。今天我們用理想斜面實驗學生思考

探究了機械能守恒定律，這種思想方法會是我們進一步研究物理問題的一把鑰匙。

知識是為現(xiàn)實中的生

活而服務的。

小結本節(jié)課的知識點及其探究方法。

作學生實驗 業(yè)

課后完成書上學生實驗（擺錘實驗），驗證它的機械能是否守恒。

課后繼續(xù)實驗研究 如果只有一塊斜面，能否用理想斜面實驗來探究我們今天的課題？

鞏固物理知識和探究方法

八、學生探究學習工作單

1．思考

過山車模型

小球在運動過程中，動能和重力勢能變化么？

在小球的動能和重力勢能相互轉化的過程中，動能和重力勢能的總量（機械能）是否變化？

2．實驗探究

學生實驗

實驗一：實驗目的：________________________________________

實驗原理：________________________________________

實驗器材：________________________________________

（以B位置為零勢能面）毛巾面 位置A 位置B

實驗結論一：______________________________________________

高度(m)重力勢能(J)速度(m/s)動能(J)機械能(J)

實驗二：

實驗目的：________________________________________

實驗原理：________________________________________

實驗器材：________________________________________

（以B位置為零勢能面）

橡膠面 高度(m)重力勢能(J)速度(m/s)動能(J)位置A

位置B

玻璃面 高度(m)重力勢能(J)速度(m/s)動能(J)位置A

位置B

實驗結論二：_______________________________________________

演示實驗

實驗結論：_________________________________________________

實驗感悟：_________________________________________________

機械能(J)

機械能(J)

第二篇：“機械能守恒定律”教學設計

“機械能守恒定律”教學設計

貴陽三十七中：盧深

教學目標：

1、知識與技能

⑴通過實驗認識動、勢能的相互轉化現(xiàn)象

⑵利用動能定律研究動、勢能相互轉化的關系

⑶理解機械能守恒定律，會判斷何時使用它并進行簡單的運用

2、過程與方法

⑴通過實驗觀察單擺的運動情況，培養(yǎng)學生的觀察能力和語言表達能力

⑵采用分組討論，探究如何利用動能定理研究動、勢能相互轉化關系，及機械能守恒定律應用條件，培養(yǎng)學生思維能力和動手動腦能力

3、情感態(tài)度與價值觀

培養(yǎng)學生的探究精神，激發(fā)學生的學習熱情和興趣 重點、難點：

重點：理解機械能守恒定律，知道它的適用條件 難點：利用動能定理推導機械能守恒定律 設計思路：

“機械能守恒定律”在力學中占用很重要的地位，它是歷年來考察的重點，學會此定律后，學生在處理恒力或變力的運動學問題上，又多了一個更好更簡單的方法。具體設計如下：在本節(jié)課上注意與初中教材的聯(lián)系，因而適當復習初中學過的內(nèi)容，并在此基礎上定量的展開。利用演示實驗給學生一個感性的印象，通過動手探究及實驗觀察，讓學生共同討論，得出何時使用機械能守恒定律，并引導學生將知識運用于變力和曲線運動的具體問題中，注意擴展知識，把知識講活，從而達到預定的三維教學目標。教學方法：

講授 實驗 討論 探究 學習方法： 自主 探究 教學儀器：

動勢能轉化演示儀、小鋼珠、鐵架臺、線、紙板、泡沫球 教學過程：

一、新課引入 創(chuàng)設情境，提出問題

實驗1：演示動、勢能轉化

師：觀察小鋼珠的運動情況，講講動勢能的變化

生：向上運動時，速度越來越小，動能越來越小；離地越來越高，勢能增加，動能轉化為勢能

說明：此內(nèi)容及實驗在初中階段學生已學過，因而不需花很多時間，只是喚起學生的記憶，為下面內(nèi)容打基礎。

那動勢能相互轉化有何特點？有何關系呢？ 板書：7-6 機械能守恒定律

二、新課教學

在初中知道

板書

1、動能、重力勢能、彈性勢能統(tǒng)稱機械能E=EP+EK 實驗2：用線將小鋼球懸掛固定于鐵架臺上，鐵架臺上在固定畫了平行線的線板

將小鋼球拉到A點，然后放開 說明小鋼球放開時應平行于紙板，否則它將做圓錐擺 問題：實驗觀察到什么？

生：小球開始擺動，小球下降速度越來越快，而上升速度越來越慢

師：能量是如何轉化呢？

生：下降時，重力勢能轉化為動能；上升時，動能轉化為重力勢能

師：還有什么現(xiàn)象？若小球從A開始

生：到A的那一側，與A同高

師：若在擺球擺動時，擺長改變又如何？ 實驗3：用尺子在某一點擋住細線 生：與剛才現(xiàn)象一樣

師：有誰能用語言描述一下剛才的實驗現(xiàn)象？

生：小球拉高到A，放手開始擺動過程中動勢能相互轉化，且小球會擺動到與A同高

師：回答的很好。實驗給我們感覺是從某高度擺動又會回到另一側同高度，始末的重力勢能似乎一樣？。。。暫時不急回答。現(xiàn)在來復習動能定理，何為動能定理？

生：物體合力做功的結果使物體動能增加 板書：W=△EK

在使用動能定理師，應先對物體受力分析，進而分析它在力的方向上是否發(fā)生位置改變，判斷力是否做功，然后只需找到初末速度既可。

說明：對于學習差的同學進行動能定理使用的提醒是很必要的。課件：某質量為m的物體自由下落。經(jīng)過高度h1的A點時速度為V1,下落到高度為h2的B點時速度為V2.。請用動能定理推導A、B點機械能的關系。

學生分組討論（5分鐘后）教師將學生每組代表的推導過程放在實物投影上進行投影討論

設計意圖在于:⑴提高學生分析問題的探索能力

⑵通過討論可增強學生之間的合作意識，培養(yǎng)學生的合作能力，同時也可提高學生學習知識的主動性。討論結果：在自由落體運動中，A、B的機械能相同 師：在剛才單擺試驗中，單擺受幾個力？若不計空氣阻力

生：重力、拉力

師：這兩個力都做功嗎？

生：在從A點到最低點時，重力做功，而拉力不做功 師：那單擺從A到C，它們同高度，說明什么？ 生：同高度說明A、C兩點重力勢能相同

師：那在A點和C點單擺是否有速度？有動能？

生：無

師：那你得到何結論？

生：在單擺試驗中，A、C兩點機械能相同 實驗4：用泡沫替代鋼球重做單擺實驗 生：不能回到同高度，且迅速停下 師：為什么？ 生：因有空氣阻力

師：此時空氣阻力還能忽略嗎？ 生：不能

師：正是由于在現(xiàn)實生活中阻力不能忽略，因而鐘擺會停下來，但在物理題目中往往忽略不計阻力。通過剛才的鋼球單擺實驗和你們的推導，請你們講講它們有何共同之處? 學生討論

生：它們都只有重力做功，且機械能相等

不僅重力勢能和動能可以相互轉化，彈性勢能和動能也可以相互轉化。通過研究發(fā)現(xiàn)，若只有彈力做功，機械能也相等

板書：在只有重力、彈力做功的情況下，物體的動、勢能發(fā)生相互轉化，但機械能的總量保持不變，此為機械能受恒定律。

課件：練習：在下列例子中，那些情況機械能守恒？ ⑴跳傘員帶著張開的降落傘在空氣中勻速下落 ⑵拋出的標槍在空中運動

⑶拉著一個物體沿光滑斜面勻速上升

⑷用細繩栓著一小球，使小球在豎直面內(nèi)做圓周運動

⑸在光滑水平面上運動的小球碰到一個彈簧，壓縮后，又被彈回 學生討論并解答

課件：以10m/s的速度將質量為m的物體豎直向上拋出，若空氣阻力忽略，g=10m/s2,則物體上升的最大高度是多少？ 用ppt演示解題步驟

三、課堂小結 課后反思：

本節(jié)課是按照新課標的標準來設計的，將課堂還于學生。教師在教學設計中遵循學生的認知規(guī)律，從實驗著手，使學生對物理規(guī)律的建立和理解有一個從感性到理性，從定性到定量的過程，從而使學生對物理規(guī)律學習并不感到陌生，而通過學生自己動手進行推導、討論的形式，讓學生體會探究的樂趣。通過實物投影的方式，使學生不僅認識到自己犯的錯誤，而且加深了印象，這樣使學生能夠積極地參與問題的分析、討論、交流和體驗，從被動接受知識的習慣中解脫出來，在自主的氛圍中理解掌握知識，發(fā)展提升能力。但由于學生參差不齊，因而在課堂上一定要進行動能定律的復習和靈活處理。

第三篇：機械能守恒定律 教學設計

機械能守恒定律

教學內(nèi)容：功，動能定理，勢能，機械能守恒定律

教學目的：掌握功的概念，會計算變力做的功。掌握保守力做功的特點和勢能概念，并了解勢能曲線概念。掌握質點的動能定理及功能原理，機械能守恒，并能掌握運用守恒定律解決問題的思路和方法。

教學安排：課前20分鐘以討論形式展開布置給同學們自學的內(nèi)容。本講安排約50分鐘。（即一個學時）

教學媒體：電子教案 本講重點：

? 重點之一：掌握功的概念，會計算變力的功。

? 重點之二：如何運用功能原理和機械能守恒解決問題。? 重點之三：掌握勢能的概念 ? 難點之一：一對力做功的特點

? 難點之二：機械能守恒的條件的滿足與參考系有關。

教學方法：

一 引入

1).提問討論，讓同學比較高中的知識與新知識。更深刻理解變力作功的特點。

2).以討論形式展開教學，活潑課堂啟發(fā)同學。因為這是大學物理開篇的幾堂課，要讓同學積極加入思維活動，以便后繼課的展開。

二 教學內(nèi)容的展開及對重點的處理

本講以討論形式展開，引入各種概念定理，要求同學抓注重點。此中矢量仍是一個重點并難點。為此一般以范例教學，加強互動來展開教學。本講仍然從討論的對象是質點過渡到質點系。要求同學對這三講的內(nèi)容作比較分析，對以質點系為研究對象如何研究系統(tǒng)的性質有深刻的理解。

對勢能內(nèi)容的處理要注意幾個同學容易忽略的問題（在電子教案中有體現(xiàn)）。另外對勢能曲線的講授可以在有課時的情況下作一些補充。在講授中注意啟發(fā)，（見電子教案）三 對難點的處理

對難點之一的處理：先以子彈穿墻為例說明一對力作功不為零的情形。引出一對力作功的問題。在講授中對學生強調(diào)現(xiàn)在所討論的問題是針對以質點系為研究對象。

對難點之二的處理：一般擬放在習題課中講授。在總結各守恒條件時可以以運動車廂的彈簧為例說明機械能守恒的條件滿足與參考系有關。四 布置作業(yè)

讓同學對三個守恒定律的應用作總結。培養(yǎng)同學解決問題的能力。

《課堂講授》流程圖

第四篇：《機械能守恒定律》教學設計

《機械能守恒定律》教學設計

本節(jié)教材分析：通過前面幾節(jié)內(nèi)容的學習，學生知道了重力做功會引起重力勢能的變化，彈簧的彈力做功會使彈性勢能發(fā)生變化，合外力的功將引起動能的變化。使學生對于曾經(jīng)在初中階段學過的一些定性東西逐漸找到了定量方面的聯(lián)系，對功能的認識也加深了，也萌發(fā)繼續(xù)探究下去的興趣。那么，在動能、重力勢能和彈性勢能都參與轉化的過程中，情況又將如何呢？從知識發(fā)展的線索來看，本節(jié)內(nèi)容，既是對前幾節(jié)內(nèi)容學習的總結，也是對能量守恒定律的鋪墊。通過本節(jié)內(nèi)容的學習，學生對功是能量變化的量度會更加深刻的理解，也是從不同角度處理理學問題提過良好的途徑。本節(jié)內(nèi)容是本章的重點內(nèi)容。通過學習，學生不難掌握機械能守恒的表達式和運用機械能守恒定律求解比較簡單的問題，但對具體問題中機械能守恒條件是否滿足的判斷還有一定難度，因此，機械能守恒定律條件的理解是本節(jié)內(nèi)容的難點。

一、教學目標

知識與技能

1．知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉化。

2．會正確推導物體在光滑曲面上運動過程中的機械能守恒，理解機械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件。

3．在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。過程與方法

1.學會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒。

2．初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現(xiàn)象，分析問題。情感、態(tài)度與價值觀

1.通過能量守恒的教學，使學生樹立科學觀點，理解和運用自然規(guī)律，并用來解決實際問題。

2．應用機械能守恒定律解決具體問題。

二、教學重點、難點

教學重點

1．掌握機械能守恒定律的推導、建立過程，理解機械能守恒定律的內(nèi)容。2．在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學表達式。教學難點

1．從能的轉化和功能關系出發(fā)理解機械能守恒的條件。

2．能正確判斷研究對象在所經(jīng)歷的過程中機械能是否守恒，能正確分析物體系統(tǒng)所具有機械能。

三、教學方法

問題串教學、探究、講授、討論、練習。

四、教學準備

電腦、投影儀、細線、小球，帶標尺的鐵架臺、彈簧振子。

五、教學過程

[新課導入]

問題1：前面我們學習了那些能量？

問題2：這些能量概念是什么？表達式是什么？

（學生回答并且舉例說明，教師根據(jù)學生回答情況給予引導）問題3：動能、重力勢能和彈性勢能的變化是什么力做功決定呢？（讓學生進一步加深理解功是能量轉化的量度）問題4：我們已學習了重力勢能、彈性勢能、動能．這些不同形式的能是可以相互轉化的，那么在相互轉化的過程中，他們的總量是否發(fā)生變化?這節(jié)課我們就來探究這方面的問題． [新課教學]

一、動能和勢能的相互轉化

師：現(xiàn)在大家看這樣幾個例子，分析各個物體在運動過程中能量的轉化情況．

(課件展示教材上的實例，包括自由下落的物體、沿光滑斜面向下運動的物體、豎直上拋的物體等等，這些物體最好是具體的實物，以增加學生學習的興趣，減小問題的抽象性)

師：我們先來看自由落體運動的物體，自由落體運動是一種最簡單的加速運動，在這個運動過程中能量的轉化情況是怎樣的?

生：在自由落體運動中，物體在下落的過程中速度不斷增大，動能是增加的；而隨著高度的減小，物體的重力勢能是減少的．

師：在豎直上拋運動的過程中，能量的轉化情況又是怎樣的?

生：豎直上拋運動可以分成兩個階段，一個是上升過程的減速階段，一個是下落過程的加速階段，下落過程的加速階段能量的變化過程和自由落體運動中能量的轉化過程是一樣的，動能增加，重力勢能減少，因為這個階段的運動實質上就是自由落體運動．在上升過程中，物體的動能減少，重力勢能增加．

師：物體沿光滑斜面上滑，在運動過程中受到幾個力，有幾個力做功，做功的情況又是怎么樣的?

生：在物體沿光滑的斜面上滑時，物體受到兩個力的作用，其中包括物體受到的重力和斜面對它的支持力，這兩個力中重力對物體做負功，支持力的方向始終和物體運動方向垂直，所以支持力不做功．

師：在豎直上拋過程中能量的轉化情況是怎樣的?

生：在豎直上拋過程中，先是物體的動能減少，重力勢能增加，然后是重力勢能減少，動能增加．

師：我們下面再看這樣一個例子：

(演示：如圖5．8—1，用細線、小球、帶有標尺的鐵架臺等做實驗．把一個小球用細線懸掛起來，把小球拉到一定高度的A點，然后放開，小球在擺動過程中，重力勢能和動能相互轉化．

我們看到，小球可以擺到跟A點等高的C點，如圖5．8—1甲．如果用尺子在某一點擋住細線，小球雖然不能擺到C點，但擺到另一側時，也能達到跟A點相同的高度，如圖5．8—1乙)

師：在這個小實驗中，小球的受力情況如何?各個力的做功情況如何?這個小實驗說明了什么問題?能否找到一個守恒量？

生：小球在擺動過程中受重力和繩的拉力作用．拉力和速度方向總垂直，對小球不做功，只有重力對小球能做功．

實驗證明，小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉化．在擺動過程中，小球總能回到原來的高度．可見，重力勢能和動能的總和不變． 師：上面幾個例子都是說明動能和重力勢能之間的相互轉化，那么動能和另外一個勢能——彈性勢能之間的關系又是什么呢?我們看下面一個演示實驗．

(實驗演示，如圖5．8—2，水平方向的彈簧振于．用彈簧振子演示動能和彈性勢能的相互轉化)

師：在這個小實驗中，小球的受力情況如何?各個力的做功情況如何?這個小實驗說明了什么?(學生觀察演示實驗，思考問題，選出代表發(fā)表見解)生1：小球在往復運動過程中，豎直方向上受重力和桿的支持力作用，水平方向上受彈力作用．重力、支持力和速度方向總垂直，對小球不做功；只有彈簧的彈力對小球能做功．

生2：實驗證明，小球在往復運動過程中彈性勢能和動能在不斷轉化．小球在往復運動過程中總能回到原來的位置，可見，彈性勢能和動能的總和應該不變．

師：動能和重力勢能的總和或者動能和彈性勢能的總和叫做什么能量? 生：動能和重力勢能和彈性勢能的總和叫做機械能．

師：上述幾個例子中，系統(tǒng)的機械能的變化情況是怎樣的? 生：雖然動能不斷地變化，勢能也不斷地變化，它們的變化應該存在一個規(guī)律，即總的機械能是不變的．

二、機械能守恒定律

師：我們來看這樣一個問題：

(課件展示課本76頁圖7．8—3的問題，學生自主推導結論，老師巡視指導，及時解決學生可能遇到的困難．投影學生的推導過程，和其他學生一起點評)物體沿光滑曲面滑下，只有重力對物體做功．用我們學過的動能定理以及重力的功和重力勢能的關系，推導出物體在A處的機械能和B處的機械能相等．

師：這個問題應該怎樣解決，結論是什么? 生：推導的結果為：Ek2 +EP2 =Ek1 + EP1，即E1= E2． 師：這個結論用文字敘述應該是什么? 生：動能和重力勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變． 師：這個結論的前提是什么? 生：這個結論的前提是在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)．

師：除了這樣一個條件之外，在只有彈力做功的系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉化，而總的機械能不變．

師(得出結論)：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變，這就是機械能守恒定律．

（課件展示出讓學生判斷各個實例中機械能是否守恒。學生練習，并讓學生主動解釋教師適時給予引導，給出正確的評價）(投影展示課本76—77頁例題，學生嘗試獨立解決這個問題，在解決問題中體會用機械能守恒定律解決問題的一般步驟)把一個小球用細線懸掛起來，就成為一個擺，擺長為L，最大傾角為θ．小球到達最底端的速度是多大? 師：這個問題應該怎樣分析? 生：和剛才舉的例子一樣，小球在擺動過程中受到重力和細線的拉力．細線的拉力與小球的運動方向垂直，不做功，所以整個過程中只有重力做功，機械能守恒．小球在最高點只有重力勢能，沒有動能，計算小球在最高點和最低點的重力勢能的差值，根據(jù)機械能守恒定律就能得到它在最低點的動能，從而計算出在最低點的速度．

師：具體的解答過程是什么?

師：通過這個題目的解答，你能夠得到什么啟發(fā)呢? 生1：機械能守恒定律不涉及運動過程中的加速度和時間，用它來處理問題要比牛頓定律方便．

生2：用機械能守恒定律解題，必須明確初末狀態(tài)機械能，要分析機械能守恒的條件． 師：下面大家總結一下用機械能守恒定律解決問題的一般步驟．

(投影學生總結的用機械能守恒定律解題的一般步驟，組織學生討論完善這個問題，形成共同的看法)(參考解題步驟)生：可以分為以下幾步進行： 1．選取研究對象——系統(tǒng)或物體．

2．根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程．進行受力、做功分析，判斷機械能是否守恒． 3．恰當?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在過程的初末狀態(tài)時的機械能． 4．根據(jù)機械能守恒定律列方程，進行求解．

師：它和動能定理解題的相同點是什么呢? 生：這兩個定理都可以解決變力做功問題和運動軌跡是曲線的問題．它們都關心物體初末狀態(tài)的物理量．

師：用動能定理和機械能守恒定律解題的不同點是什么? 生：機械能守恒定律需要先判斷機械能是不是守恒，而應用動能定理時要求要比機械能守恒定律條件要寬松得多．應用機械能守恒定律解決問題首先要規(guī)定零勢能面，而用動能定理解決問題則不需要這一步．

師：剛才同學們分析得都很好，機械能守恒定律是一個非常重要的定律，大家一定要熟練掌握它．

實例探究：如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一段四分之一圓弧軌道，半徑OA在水平方向，一個質量為m的小球從頂端A點由靜止開始下滑，不計摩擦，求小球到達軌道底端B點時小球對軌道壓力的大小為多少？ [課堂小結]

（讓學生根據(jù)聽課效果給出總結，教師點評指正。）

[板書設計]

機械能守恒定律

1、內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動能和勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變。

Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

2、表達式： E1=E

21122mv?mgh?mv221?mgh1 22

3、適用條件：只有重力做功或彈力做功

注：此處彈力高中階段特指彈簧類彈力

六、教學后記

繼動能定理以后，我們緊接著又開始學習用能量方法解決問題的另外一個重要的知識點，在這一節(jié)的教學中，首先讓學生能夠從各種不同的例子中體會能量之間可以相互轉化，而機械能內(nèi)部的動能和重力勢能以及彈性勢能之間當然可以相互轉化，轉化的條件是相應的重力做功或者彈力做功．在教學中可以利用例題讓學生自己總結用機械能守恒定律解決問題的一般步驟，由于是學生自己推導出來的，所以記憶當然深刻．在教學中對學有余力的同學可以安排較難的題目供他們選擇，也可以讓他們分別用動能定理和機械能守恒定律解決同樣一個問題，以便比較這兩種方法的相同點和不同點．

第五篇：教學設計 7.8 機械能守恒定律

7.8 機械能守恒定律

新課教學

一、動能與勢能的相互轉化

前面我們學習了動能、勢能和機械能的知識.在初中學習時我們就了解到，在一定條件下，物體的動能與勢能(包括重力勢能和彈性勢能)可以相互轉化，動能與勢能相互轉化的例子在生活中非常多，請同學們舉出生活中的例子來說明動能與勢能的相互轉化.參考:1.從樹上掉下的蘋果（勢能向動能轉化）； 2.自行車猛蹬幾下自由沖上斜坡（動能向勢能轉化）； 3.拉弓射箭（勢能向動能轉化）

4.運動會上撐竿跳高運動員在跳起的過程中（人的動能轉化為桿的彈性勢能,后桿的彈性勢能轉化為人的重力勢能）.……

實驗演示：依次演示麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子，提醒學生注意觀察物體運動中動能、勢能的變化情況，即轉化過程中物理量的具體變化.通過觀察演示實驗，學生回答物體運動中動能、勢能變化情況.教師小結：物體運動過程中，隨著動能的增大，物體的勢能減小；反之，隨著動能的減小，物體的勢能增大.學生通過實例感受、實驗演示，切實感受到機械能的兩種形式（動能與勢能）之間可以相互轉化.而且，轉化過程中有力做功.重力做功：動能←→重力勢能 彈力做功：動能←→彈性勢能.二、機械能守恒定律

問題：動能和勢能的相互轉化是否存在某種定量的關系呢？上述各運動過程中，物體的機械能是否變化呢？

引導學生通過具體的實例進行理論推導分析.先考慮只有重力對物體做功的理想情況.設物體自由下落過程中經(jīng)過高度h1的A點速度v1，高度h2的B點時速度為v2，由同學用學習過的知識（牛頓定律或動能定理），分析下落過程中A、B兩位置的機械能之間的數(shù)量關系。A點到B點，WG=11mv22-mv12= Ek2-Ek1 22由重力做功和重力勢能變化的關系有 WG=mgh1-mgh2=Ep1-Ep2 得到Ek2-Ek1=Ep1-Ep2① 移項后，得Ep1+Ek1=Ep2+Ek2 ② 即E1=E2

引導學生討論式①的含義是什么？式②的含義又是什么？

在表達式①中左邊是物體動能的增加量，右邊是物體重力勢能減少量，該表達式說明：物體在下落過程中，重力做了多少正功，物體的重力勢能就減小多少，同時物體的動能就增加多少。在表達式②中，左邊是物體在末位置時的機械能，右邊是物體在初位置時的機械能，該式表示：動能和勢能之和即總的機械能保持不變。⑵只有重力做功分析

上述結論是在運動過程只受重力作用的時候得到的，如果物體是沿光滑斜面下滑，上述 結論成立嗎？（由同學推導，分析）

沿光滑斜面下滑過程中，斜面的彈力不做功，由動能定理分析，通過重力做功，使重力 勢能轉化為動能，總的機械能保持不變。

如果物體沿光滑曲面滑下，怎么分析？

由學生通過重力勢能的分析中將曲面看成無數(shù)個小斜面的處理方法，得出結論。小結：在只有重力做功的情形下，不論物體做直線運動還是曲線運動，總的機械能保持

不變。

進一步分析實驗2，擺球擺動過程受重力與細線拉力，兩拉力方向始終與運動方向垂直，不 做功，則上式推導過程及結論都相同。⑶分析守恒條件

分析討論：泡沫球實驗和黑板傾斜后球不能擺到等高處的原因。

泡沫球受到的阻力不能忽略，前面的推導過程中W=WG+Wf，Ep1+Ek1≠Ep2+Ek2，從能量轉化角度看，有機械能轉化為熱能，所以機械能將不斷減少。通過實驗和理論推導的證明：只有重力做功時，物體系統(tǒng)內(nèi)的機械能守恒。（此處應說明：重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)具有的）⑷只有彈力做功分析

提出問題：勢能包括重力勢能和彈性勢能，只有彈力做功時，機械能與守恒嗎？ 實驗4：氣墊導軌上的水平彈簧振子，觀察振動過程。

由同學討論振動過程的能量轉化和實驗結論，結合前面已經(jīng)探究過的彈力做功與彈性勢能的關系，類比重力做功，進行分析。WF= Ek2-Ek1

又WF= Ep1-Ep2=Ek2-Ek1 則Ep1+Ek1=Ep2+Ek2

結論：只有彈力做功時，系統(tǒng)機械能守恒 ⑸系統(tǒng)內(nèi)只有重力和彈力做功分析

實驗5：豎直彈簧振子的振動，觀察現(xiàn)象，作出分析。共同分析，得出結論（板書）： ⑹分析守恒條件，歸納結論

在只有重力和彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變 ⑺引導學生分析結論，加深理解：

“在只有重力和彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)”是機械能守恒的條件 “而總的機械能保持不變”是結論

“動能和勢能可以互相轉化”是系統(tǒng)內(nèi)重力或彈力做功的結果。從能量轉化角度看，機械能守恒定律是普遍的能量守恒定律的一種特殊情況。

條件：系統(tǒng)內(nèi)只有重力（或彈力）做功。公式：Ep1+Ek1=Ep2+Ek2（E1=E2）（板書）⑻共同分析書本中的思考與討論：

一小球在真空中下落，有一質量相同的小球在粘滯性較大的液體中勻速下落，它們都 因高度為h1的地方下落到h2的地方，在兩種情況下，重力所做的功相等嗎？重力勢能各轉化為什么形式的能？機械能守恒嗎？ 課堂小結

1.在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的機械能總量不變.2.應用機械能守恒定律的解題步驟(1)確定研究對象;(2)對研究對象進行正確的受力分析;(3)判斷各個力是否做功，并分析是否符合機械能守恒的條件;(4)視解題方便選取零勢能參考平面，并確定研究對象在始、末狀態(tài)時的機械能;(5)根據(jù)機械能守恒定律列出方程，或再輔之以其他方程，進行求解.布置作業(yè)

1.教材“問題與練習”第1、3、4題.2.觀察記錄生活中其他的物理情景，判斷其是否符合機械能守恒定律.板書設計 機械能守恒定律

一、動能與勢能的相互轉化 重力做功：動能←→重力勢能 彈力做功：動能←→彈性勢能

二、機械能守恒定律

在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變.三、機械能守恒定律的條件

1.只受重力（彈力），不受其他力.如自由落體的物體.2.除重力（彈力）以外還有其他力，但其他力都不做功.如做單擺運動的物體.活動與探究

課題：從能量的角度探究機械能守恒定律的條件

目的：進行課堂拓展，讓學生自主設置情景，自主探究，重溫機械能守恒定律條件發(fā)現(xiàn)的過程，加深對課本內(nèi)容的理解.方法：指導學生自主設置情景，從能量的角度判斷機械能守恒.