教学设计 7.8 机械能守恒定律

第一篇：教学设计 7.8 机械能守恒定律

7.8 机械能守恒定律

新课教学

一、动能与势能的相互转化

前面我们学习了动能、势能和机械能的知识.在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化，动能与势能相互转化的例子在生活中非常多，请同学们举出生活中的例子来说明动能与势能的相互转化.参考:1.从树上掉下的苹果（势能向动能转化）； 2.自行车猛蹬几下自由冲上斜坡（动能向势能转化）； 3.拉弓射箭（势能向动能转化）

4.运动会上撑竿跳高运动员在跳起的过程中（人的动能转化为杆的弹性势能,后杆的弹性势能转化为人的重力势能）.……

实验演示：依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况，即转化过程中物理量的具体变化.通过观察演示实验，学生回答物体运动中动能、势能变化情况.教师小结：物体运动过程中，随着动能的增大，物体的势能减小；反之，随着动能的减小，物体的势能增大.学生通过实例感受、实验演示，切实感受到机械能的两种形式（动能与势能）之间可以相互转化.而且，转化过程中有力做功.重力做功：动能←→重力势能 弹力做功：动能←→弹性势能.二、机械能守恒定律

问题：动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢？上述各运动过程中，物体的机械能是否变化呢？

引导学生通过具体的实例进行理论推导分析.先考虑只有重力对物体做功的理想情况.设物体自由下落过程中经过高度h1的A点速度v1，高度h2的B点时速度为v2，由同学用学习过的知识（牛顿定律或动能定理），分析下落过程中A、B两位置的机械能之间的数量关系。A点到B点，WG=11mv22-mv12= Ek2-Ek1 22由重力做功和重力势能变化的关系有 WG=mgh1-mgh2=Ep1-Ep2 得到Ek2-Ek1=Ep1-Ep2① 移项后，得Ep1+Ek1=Ep2+Ek2 ② 即E1=E2

引导学生讨论式①的含义是什么？式②的含义又是什么？

在表达式①中左边是物体动能的增加量，右边是物体重力势能减少量，该表达式说明：物体在下落过程中，重力做了多少正功，物体的重力势能就减小多少，同时物体的动能就增加多少。在表达式②中，左边是物体在末位置时的机械能，右边是物体在初位置时的机械能，该式表示：动能和势能之和即总的机械能保持不变。⑵只有重力做功分析

上述结论是在运动过程只受重力作用的时候得到的，如果物体是沿光滑斜面下滑，上述 结论成立吗？（由同学推导，分析）

沿光滑斜面下滑过程中，斜面的弹力不做功，由动能定理分析，通过重力做功，使重力 势能转化为动能，总的机械能保持不变。

如果物体沿光滑曲面滑下，怎么分析？

由学生通过重力势能的分析中将曲面看成无数个小斜面的处理方法，得出结论。小结：在只有重力做功的情形下，不论物体做直线运动还是曲线运动，总的机械能保持

不变。

进一步分析实验2，摆球摆动过程受重力与细线拉力，两拉力方向始终与运动方向垂直，不 做功，则上式推导过程及结论都相同。⑶分析守恒条件

分析讨论：泡沫球实验和黑板倾斜后球不能摆到等高处的原因。

泡沫球受到的阻力不能忽略，前面的推导过程中W=WG+Wf，Ep1+Ek1≠Ep2+Ek2，从能量转化角度看，有机械能转化为热能，所以机械能将不断减少。通过实验和理论推导的证明：只有重力做功时，物体系统内的机械能守恒。（此处应说明：重力势能是物体和地球组成的系统具有的）⑷只有弹力做功分析

提出问题：势能包括重力势能和弹性势能，只有弹力做功时，机械能与守恒吗？ 实验4：气垫导轨上的水平弹簧振子，观察振动过程。

由同学讨论振动过程的能量转化和实验结论，结合前面已经探究过的弹力做功与弹性势能的关系，类比重力做功，进行分析。WF= Ek2-Ek1

又WF= Ep1-Ep2=Ek2-Ek1 则Ep1+Ek1=Ep2+Ek2

结论：只有弹力做功时，系统机械能守恒 ⑸系统内只有重力和弹力做功分析

实验5：竖直弹簧振子的振动，观察现象，作出分析。共同分析，得出结论（板书）： ⑹分析守恒条件，归纳结论

在只有重力和弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变 ⑺引导学生分析结论，加深理解：

“在只有重力和弹力做功的物体系统内”是机械能守恒的条件 “而总的机械能保持不变”是结论

“动能和势能可以互相转化”是系统内重力或弹力做功的结果。从能量转化角度看，机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况。

条件：系统内只有重力（或弹力）做功。公式：Ep1+Ek1=Ep2+Ek2（E1=E2）（板书）⑻共同分析书本中的思考与讨论：

一小球在真空中下落，有一质量相同的小球在粘滞性较大的液体中匀速下落，它们都 因高度为h1的地方下落到h2的地方，在两种情况下，重力所做的功相等吗？重力势能各转化为什么形式的能？机械能守恒吗？ 课堂小结

1.在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的机械能总量不变.2.应用机械能守恒定律的解题步骤(1)确定研究对象;(2)对研究对象进行正确的受力分析;(3)判断各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件;(4)视解题方便选取零势能参考平面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能;(5)根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解.布置作业

1.教材“问题与练习”第1、3、4题.2.观察记录生活中其他的物理情景，判断其是否符合机械能守恒定律.板书设计 机械能守恒定律

一、动能与势能的相互转化 重力做功：动能←→重力势能 弹力做功：动能←→弹性势能

二、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.三、机械能守恒定律的条件

1.只受重力（弹力），不受其他力.如自由落体的物体.2.除重力（弹力）以外还有其他力，但其他力都不做功.如做单摆运动的物体.活动与探究

课题：从能量的角度探究机械能守恒定律的条件

目的：进行课堂拓展，让学生自主设置情景，自主探究，重温机械能守恒定律条件发现的过程，加深对课本内容的理解.方法：指导学生自主设置情景，从能量的角度判断机械能守恒.

第二篇：7.8机械能守恒定律教学设计2

《机械能守恒定律》教学设计

一、教学任务

机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在机械运动范围内的具体体现，是能量守恒的特殊形式，是高中学生对能量转化和守恒的启蒙，机械能守恒定律起着承前启后的作用，是必须牢固掌握的一个重要规律。学生将通过本节课理解机械能守恒定律及其条件，同时通过学习体验探究物理规律的一种手段──理想实验研究方法。

二、教学目标

（一）知识与技能

1．理解物体的动能和势能是可以相互转化的。

2．理解机械能守恒定律及其条件。

3．会用光电门传感器和Excel表处理数据和完成实验。

（二）过程与方法

1．利用现代化技术处理实验数据，观察、想象、推理，获得机械能守恒定律，感受理想实验方法是学习和研究物理的一种科学方法。

2．通过对机械能守恒条件的归纳，经历在不同的现象中寻找共性的研究方法。

（三）情感、态度与价值观

1．通过对机械能守恒定律的探究，体验理想实验是探究物理规律的一种重要方法和手段，激发学习的积极性、能动性。

2．通过将科学技术与物理课堂结合，提高自身做物理实验的科学素养。

3．在运用机械能守恒定律解决实际问题的过程中，体验学有所得的快乐，并感悟物理与社会生活的紧密联系。

三、教学重点和难点

重点：

运用理想实验探究机械能守恒定律。

难点：

归纳出只有重力做功是机械能守恒的条件。

四、教学方法

实验探究法

五、教学资源

DIS实验系统（光电门传感器、数据采集器、计算机），毛巾斜面、橡胶斜面、玻璃斜面各一块，小车一个，铁架台一个，直尺一把。

六、教学设计思路和教学流程

（一）教学设计思路

本节课采用“情景引入──探究实验──验证结论──条件归纳──应用和小结”的教学流程：从过山车模型中发现动能和重力势能可以相互转化，提问在转化过程中动能和重力势能的总量（机械能）是否相等，进而引出探究的主题；引导学生通过斜面实验现象和实验数据（图象），猜想、讨论、分析、推导出机械能守恒定律，从方法论上影响学生；之后运用已学的理论知识动能定理验证结论，将理论和实验推理很好的相结合；在条件讨论过程中设计多个情景，通过不同情况下让学生寻找力做功的共性，师生互动讨论归纳出机械能守恒的条件；最后运用提桶碰鼻实验来判断学生知识掌握的程度。

本设计要突出的重点是：运用理想实验探究机械能守恒定律。在实验探究当中，选择多个摩擦程度不同的斜面，让小车受到的摩擦力逐渐减小，观察出这个过程中小车机械能的一个变化趋势，最终推导出摩擦力为零的情况。通过模拟物理学家伽利略研究斜面实验时采用的理想实验方法，以可靠的实验事实为基础，突出主要因素，忽略次要因素，通过抽象思维得出机械能守恒。让学生在探究、推理过程中得出结论，有利于培养学生的推理能力、分析归纳能力和探索发现能力，领悟理想研究方法。

本设计要突破的难点是：机械能守恒的条件是只有重力做功。首先引导学生想到能的变化是与力做功有密切关系的，而后考察摩擦力做功、拉力做功等情况下机械能不守恒的原因，寻找力做功的共性，即只有重力做功。通过师生互动思维探究过程，深刻领会到物理学科的严谨性和流畅性，感受物理之美。

媒体设计思想：触摸式白板软件是一种新型的教学软件，它具有很强的交互性和动态直观性，便于思维的形成。同时通过对DIS光电门传感器的使用，学习运用DIS解决物理问题。

（二）教学流程

七、教学过程

教学环节 教学内容

教师活动 复习：动能、势能和机械能及其表达式

师生共同复习

学生回答

学生猜测

学生活动

设计意图

动能和势提能相互转

一、新课出化的过程引入 问中，机械能题 是否变化

由演示发现新问题，激发探究兴趣。

小球在运动过程中动能和重力势能如何变化？

在小球的动能和重力势能相互转化的过程中，动能和重力势能的总量（机械能）又会如何？是否存在什么规律？

学生讨论实验的设计

二、新课实教学1验活动I：（机械探

能守恒）究 学生实验

我们用什么方法来

探究这个规律呢？

（实验）学生实验

实验一：

实验目的：探究小车

在斜面上下滑的过

程中机械能是否变

化

实验原理：

E=mgh+mv

2/2

实验器材：斜面、小

车、直尺、光电门传

感器、数据采集器、电脑 学生回答

分别在斜面的两个

位置上测出机械能

值

学生分组实验并记

录实验数据

继续实验

学生考虑并回答

通过实验感受科学技术与物理课堂结合的重要性。

结论一：机械能损失

机械能损失的原因是什么？

既然是因为斜面粗糙小车的机械能损失了，那么在粗糙程度不同的斜面上小车的机械能损失程度一样么？

实验二：

实验目的：探究小车在粗糙程度不同的斜面上下滑的过程中机械能损失程度是否一样

实验原理：

2E=mgh+mv/

2实验器材：若干块粗糙程度不同的斜面、小车、直尺、光电门传感器、数据采集器、电脑

注意：为了比较性，活动II：

演示实验选择的两个位置应确定

选择桌上另外两个斜面继续实验

结论二：粗糙程度越小，机械能损失得越少

刚才的实验中只选

取了两个位置，只能学生 说明两位置的机械

能情况，物理是一门

非常严谨的学科，为

了更说明问题，需要

多取几组数据（三个

光电门，加上释放

点，总共有四组数

据）。

学生讨论并回答

斜率更小

学生讨论

为了直观地描述实验现象，我们用图象来表示，以机械能为纵坐标，位置为横坐标，看一下机械能随位置变化的图象。

为了比较性，我把三条图线放在同一张坐标系里面，请同学们观察并互相讨论，从这三条图线中发现了什么？

如果我们再选一个更光滑的斜面，那么图线会怎么样

如果再光滑呢？（更接近虚线，机械能损失的越少。）

如果我们这样依次类推，大家想一下，你会发现什么？

请同学们分组讨论。

通过学生的回答进行引导：斜面越趋近光滑，那么图线的倾若斜面光角越小（机械能损失滑，机械能的越少），推导出如学生归纳 不变 果斜面是光滑的，那

么图线就是水平的（机械能不损失），即机械能保持不变。

光滑的斜面是一种理想模型，是不存在的，所以我们利用了摩擦程度越来越小推导出光滑斜面上物体的机械能保持不变。事实上这点与曾经学过的哪个实验的思维方式相似。

理想斜面实验

伽利略的理想斜面实验 讨论归纳

感受理想实验研究物理问题的科学方法。

在实验现象的基础上，突出主要因素，忽略次要因素，最后推导出物理规律。

运用动能定理W合=ΔEk

师生一起推导出验运用动能EⅠ-μmgScosθ=EⅡ 证定理验证

师生共同推导 结结论 当μ=0时则EⅠ=EⅡ即论

如果斜面是光滑的，那么小车的机械能保持不变。验证结束。

巩固知识的同时又探讨了新知识

机械能守恒的条件是什么？

实验中小车的机械能为什么损失了？

我们知道功是能变化的量度。

实验结果中机械能损失的根本原因是什么？

学生回答 如果现在拉一小车

使它在光滑的斜面

上匀速前进，请回答

机械能是否守恒？

克服摩擦力做功 机械能守

恒的条件：机械能为什么增加增加

三：新课只有重力了？ 拉力做正功 教学2师做功

（机械生事实上小车也没有

能守恒讨受到摩擦力，也就是 的条件）论 说它并没有克服摩擦力做功，但是机械学生小组讨论回答 能并没有保持守恒。

可见，保持机械能守

恒的条件不仅仅是摩擦力不做功。那么机械能守恒的条件到底是什么？

机械能守恒前提是动能和重力势能相互转化，所以重力必做功。而光滑斜面上小车受力分析：只有重力做功

在只有重力做功的机械能守

情况下，动能和重力恒定律

势能发生相互转化，学生小结

但是机械能的总量保持不变。

师生互动思维探究过程，深刻领会物理学科的流畅性 实例分析四：应用巩小结作固业 复习

教师小结活动Ш：足球碰鼻实验

请同学试一下，足球如图静止释放，返回来会不会碰到鼻子？

参与活动并解释现象

做了这个实验有何感受？

现实生活中只有重力作功是不存在的，所以如果其他力作功远远小于重力作功，我们也可以看成机械能守恒。

理想实验研究方法，以可靠的实验事实为基础，突出主要因素，忽略次要因素，通过抽象思维得出机械能守恒。今天我们用理想斜面实验学生思考

探究了机械能守恒定律，这种思想方法会是我们进一步研究物理问题的一把钥匙。

知识是为现实中的生

活而服务的。

小结本节课的知识点及其探究方法。

作学生实验 业

课后完成书上学生实验（摆锤实验），验证它的机械能是否守恒。

课后继续实验研究 如果只有一块斜面，能否用理想斜面实验来探究我们今天的课题？

巩固物理知识和探究方法

八、学生探究学习工作单

1．思考

过山车模型

小球在运动过程中，动能和重力势能变化么？

在小球的动能和重力势能相互转化的过程中，动能和重力势能的总量（机械能）是否变化？

2．实验探究

学生实验

实验一：实验目的：________________________________________

实验原理：________________________________________

实验器材：________________________________________

（以B位置为零势能面）毛巾面 位置A 位置B

实验结论一：______________________________________________

高度(m)重力势能(J)速度(m/s)动能(J)机械能(J)

实验二：

实验目的：________________________________________

实验原理：________________________________________

实验器材：________________________________________

（以B位置为零势能面）

橡胶面 高度(m)重力势能(J)速度(m/s)动能(J)位置A

位置B

玻璃面 高度(m)重力势能(J)速度(m/s)动能(J)位置A

位置B

实验结论二：_______________________________________________

演示实验

实验结论：_________________________________________________

实验感悟：_________________________________________________

机械能(J)

机械能(J)

第三篇：7.8 机械能守恒定律(公开课教案)

7.8 机械能守恒定律（公开课教案）

织金三中 王丹宜

【教学目标】 1.知识与技能

知道机械能的概念，能确定机械能的大小。

掌握机械能守恒定律，知道它的含义和适用条件。2.过程与方法

在具体问题中，能判断机械能是否守恒，并能列出机械能守恒方程式。3.情感态度与价值观

初步掌握用机械能守恒定律解决力学问题。【教学重点】1.机械能。

2.机械能守恒定律以及它的含义和适用条件。

【教学难点】机械能守恒定律以及它的含义和适用条件。【教学内容】

一、新课引入

前面我们学习了重力势能和动能，当在只有重力做功的情况下会有什么规律呢？

二、新课讲授

（一）、机械能E 1．定义： 2．表达式：E=EK+EP 3．注意：①机械能是即时量。②机械能是标量。

③机械能具有相对性，因为势能具有相对性(须确定零势能参考平面)，所以机械能也具有相对性。另外与动能相关的速度也具有相对性(应该相对于同一惯性参考系，一般是地面)。

4．机械能的几种不同形式之间可以相互转化。法制教育：《中华人民共和国民法通则》建筑物或者其他设施及建筑物上的搁置物，悬挂物发生倒塌、脱落、坠落造成他人损害的，它的所有热或者管理人要承担民事责任，但能够证明自己没有过错的除外。

（二）、机械能守恒定律

1．推导： 2．定律的表述：

3．表达式：EK2+EP2=EKl+EPl 或者E2=E1 4．适用条件：只有系统内的重力或弹簧弹力做功，其他力不做功或做功的代数和为零。

5．物理意义：定律包含两层意思：一是机械能的几种不同形式(动能与势能)之间相互转化，其转化的条件是系统内的重力或弹簧的弹力做功。二是机械能的总量保持不变，其条件是只有系统内的重力或弹簧的弹力做功。“守恒”是一个动态概念，指在动能和势能相互转化的整个过程中的任何时刻、任何位置的机械能的总量总保持恒定不变。6． 对定律的理解：

(1)机械能守恒定律指出了重力和弹性力对物体(或系统)的做功过程，必然伴随着物体(或系统)的动能和势能、或势能和动能之间相互转化的过程。(2)机械能守恒的条件必须是“只有重力和弹性力做功．没有其他外力做功”。不能把定律的成立条件说成是“只有重力和弹性力的作用”，“作用”与“做功”是不同的两个物理概念，不能相混．

(3)机械能守恒是针对一个系统而言的，不能对单个物体运用。

(4)除重力弹力以外的其他力对物体做功多少，是物体机械能变化的量度。

三、如何判断机械能是否守恒

(1)确定好研究对象和研究范围(哪个系统?哪一段物理过程?)。(2)分析系统所受各力的情况及各力做功的情况(3)在下列几种情况下，系统机械能守恒

①物体只受重力或弹簧弹力作用；

②只有系统内的重力或弹簧弹力做功，其他力均不做功；

③虽有多个力做功，但除系统内的重力或弹簧弹力以外的其他力做功的代数和为零；

④系统跟外界没有发生机械能的传递，系统内外也没有机械能与其他形式能之间的转化。

【例一】在下列实例中，不计空气阻力，机械能守恒的是()A．作自由落体运动的物体。B．小球落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起。C．沿光滑曲面自由下滑的物体。D．起重机将重物匀速吊起。【例二】如图所示，两个质量相同的物体A和B，在同一高度处，A物体自由落下，B物体沿光滑斜面下滑，则它们到达地面时(空气阻力不计)()A．速率相同，动能相同。

B．B物体的速率大，动能也大。

C．A、B两物体在运动过程中机械能都守恒。

D．B物体重力所做的功比A物体重力所做的功多。

【例三】在水平地面上以10m/s的初速度斜向上方抛出一个石块，一次初速度的方向与地面成60°角，另一次与地面成30°角，石块落回地面时速度的大小是否相同，各是多大? 【例四】用一根长l的细线，一端固定在项板上，另一端拴一个质量为m的小球。现使细线偏离竖直方向α角后，从A处无初速地释放小球(如图)，试问：(1)小球摆到最低点O时的速度?(2)小球摆到左方最高点的高度(相对最低点)?(3)若在悬点正下方P处有一钉子，O′P=l／3，则小球碰钉后，向左摆动过程中能达到的最大高度有何变化?

四、课堂小结：按板书小结

五、作业：完成练习

六、板书设计：

第八节 机械能守恒定律

一、机械能E 1．定义： 2．表达式：E=EK+EP 3．注意：①机械能是即时量。②机械能是标量。

③机械能具有相对性，4．机械能的几种不同形式之间可以相互转化。

二、机械能守恒定律

1．推导： 2．定律的表述：

3．表达式：EK2+EP2=EKl+EPl 或者E2=E1 4．适用条件：只有系统内的重力或弹簧弹力做功，其他力不做功或做功的代数和为零。5．物理意义：的总量总保持恒定不变。

机械能守恒定律教学反思

机械能守恒定律是本章的重点，学生对定律的得出、含义、适用条件应该有明确的认识。这是能够用这个定律解决实际问题的基础，教学中首先要重视这些内容，因此，我分三步完成机械能守恒定律第一课时的教学：第一步要使学生理解动能和势能之间可以通过力做功实现相互转化，第二步从理论上推导机械能守恒定律，第三步要使学生理解机械能守恒定律成立的条件。

1、动能与势能之间的相互转化

这部分内容教材的编写特点是很注意从生活中的典型实例入手导入课题。

通过实例的分析，使学生了解势能和动能相互转化的定性关系，知道一种能量减少，必然导致另一种能量的增加；然后提出动能和势能转化有什么定量关系，让学生进行讨论与交流并提出猜想，调动学生的积极性，培养学生的合作意识与交流能力，加强师生的互动性。不足之处在于，由于担心时间进度，处理不是很细致，提出的问题层次性不强。

2、机械能守恒定律的理论推导

实际的课堂教学中，学生的理论推导过程用时应该较长，教师应该细致观察学生的推导进度，掌握好时间。

学生通过自行推导得出机械能守恒定律，要引导学生做好讨论和交流，展示自己的推导结果。

3、机械能守恒定律的适用条件

学生对机械能守恒定律的适用条件应该有明确的认识，并且会根据适用条件判断具体过程中机械能是否守恒，这是应用机械能守恒定律解决问题的前提。

1、物体只受重力（或弹力）作用；

2、物体除受重力（或弹力）外，还受其他力作用，但其他力不做功或代数和为零。

从学生的学习情况来看，这部分内容的处理基本达到了教学设计的要求，学生能够判断一些简单情景中机械能是否守恒。不足之处在于，所举的实例难以涵盖所有的情景，课堂时间有限，难以展开讲解。所以，在今后教学中，我应该注重基本方法和基本思路的形成，培养学生独立分析的能力。只有让学生掌握了最基本和最朴实的物理思想方法，才能以不变应万变，真正做到让学生举一反三，提高学习效率。

机械能守恒定律说课稿

一、说教材

1、教材的地位、作用及特点

①在教学中的地位和作用：机械能守恒定律属物理规律教学，是对功能关系的进一步认识，是学生理解能量的转化与守恒的铺垫，为今后学习动量守恒、电荷守恒打下基础。②在高考中的地位：它结合动量守恒定律是解决力学综合题的核心，而这类问题又常伴随着较为复杂的运动过程和受力特点是充分考查学生抽象思维能力、分析能力、应用能力的关键点，所以在高考中也是必考点——占整个力学部分的30%左右。

2、重点、难点

根据教材安排特点及新课标的要求特定：

①重点：机械能守恒定律的推理分析过程，定律的内容及条件 ②难点：能正确判定研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒

二、说学生

目前的学生经过了势能、动能定理的学习，已会一些基本模型的建立。

三、说学法

1、在具体的物理情景及老师的引导下进行探究式学习，体现由物讲理的基本方法。

2、学生应当在具体的物理情景中学会思考与分析，演绎推理、归纳与总结。

四、教学过程（程序）

(一)、引入环节：

1、知识铺垫—复习

① ①已经学习了动能、势能，还知道他们可以相互转化。（可举例）。②动能定理的内容是？重力做功与重力势能变化的关系是？

2、概念介绍与目标明确 ① 把动能和势能（包括重力势能、弹性势能）统称为机械能。②本节课就研究动能与势能转化过程中其总和满足什么特点？ 〈这就是我们本节课我们要研究的问题，同时板书标题〉(二)、演示实验

(三)、定性分析初得结论

(四)、设问；现实物理世界存在大量动能和势能转化的实例，如自由落体、竖直上抛及物体沿光滑斜面下滑等，在这些实例中物体的动能和势能相等是否又具有普遍性（即转化过程中的任意位置）呢？必须经过严密的论证。

(五)、学生（在老师的指导下）进行实例探究演绎：

1、物体的受力如何？

2、各力做功怎样？

3、根据已有的动能定理知识能否推证出我们要的结论（EA=EB）？(六)、教学总结及作业布置

第四篇：“机械能守恒定律”教学设计

“机械能守恒定律”教学设计

贵阳三十七中：卢深

教学目标：

1、知识与技能

⑴通过实验认识动、势能的相互转化现象

⑵利用动能定律研究动、势能相互转化的关系

⑶理解机械能守恒定律，会判断何时使用它并进行简单的运用

2、过程与方法

⑴通过实验观察单摆的运动情况，培养学生的观察能力和语言表达能力

⑵采用分组讨论，探究如何利用动能定理研究动、势能相互转化关系，及机械能守恒定律应用条件，培养学生思维能力和动手动脑能力

3、情感态度与价值观

培养学生的探究精神，激发学生的学习热情和兴趣 重点、难点：

重点：理解机械能守恒定律，知道它的适用条件 难点：利用动能定理推导机械能守恒定律 设计思路：

“机械能守恒定律”在力学中占用很重要的地位，它是历年来考察的重点，学会此定律后，学生在处理恒力或变力的运动学问题上，又多了一个更好更简单的方法。具体设计如下：在本节课上注意与初中教材的联系，因而适当复习初中学过的内容，并在此基础上定量的展开。利用演示实验给学生一个感性的印象，通过动手探究及实验观察，让学生共同讨论，得出何时使用机械能守恒定律，并引导学生将知识运用于变力和曲线运动的具体问题中，注意扩展知识，把知识讲活，从而达到预定的三维教学目标。教学方法：

讲授 实验 讨论 探究 学习方法： 自主 探究 教学仪器：

动势能转化演示仪、小钢珠、铁架台、线、纸板、泡沫球 教学过程：

一、新课引入 创设情境，提出问题

实验1：演示动、势能转化

师：观察小钢珠的运动情况，讲讲动势能的变化

生：向上运动时，速度越来越小，动能越来越小；离地越来越高，势能增加，动能转化为势能

说明：此内容及实验在初中阶段学生已学过，因而不需花很多时间，只是唤起学生的记忆，为下面内容打基础。

那动势能相互转化有何特点？有何关系呢？ 板书：7-6 机械能守恒定律

二、新课教学

在初中知道

板书

1、动能、重力势能、弹性势能统称机械能E=EP+EK 实验2：用线将小钢球悬挂固定于铁架台上，铁架台上在固定画了平行线的线板

将小钢球拉到A点，然后放开 说明小钢球放开时应平行于纸板，否则它将做圆锥摆 问题：实验观察到什么？

生：小球开始摆动，小球下降速度越来越快，而上升速度越来越慢

师：能量是如何转化呢？

生：下降时，重力势能转化为动能；上升时，动能转化为重力势能

师：还有什么现象？若小球从A开始

生：到A的那一侧，与A同高

师：若在摆球摆动时，摆长改变又如何？ 实验3：用尺子在某一点挡住细线 生：与刚才现象一样

师：有谁能用语言描述一下刚才的实验现象？

生：小球拉高到A，放手开始摆动过程中动势能相互转化，且小球会摆动到与A同高

师：回答的很好。实验给我们感觉是从某高度摆动又会回到另一侧同高度，始末的重力势能似乎一样？。。。暂时不急回答。现在来复习动能定理，何为动能定理？

生：物体合力做功的结果使物体动能增加 板书：W=△EK

在使用动能定理师，应先对物体受力分析，进而分析它在力的方向上是否发生位置改变，判断力是否做功，然后只需找到初末速度既可。

说明：对于学习差的同学进行动能定理使用的提醒是很必要的。课件：某质量为m的物体自由下落。经过高度h1的A点时速度为V1,下落到高度为h2的B点时速度为V2.。请用动能定理推导A、B点机械能的关系。

学生分组讨论（5分钟后）教师将学生每组代表的推导过程放在实物投影上进行投影讨论

设计意图在于:⑴提高学生分析问题的探索能力

⑵通过讨论可增强学生之间的合作意识，培养学生的合作能力，同时也可提高学生学习知识的主动性。讨论结果：在自由落体运动中，A、B的机械能相同 师：在刚才单摆试验中，单摆受几个力？若不计空气阻力

生：重力、拉力

师：这两个力都做功吗？

生：在从A点到最低点时，重力做功，而拉力不做功 师：那单摆从A到C，它们同高度，说明什么？ 生：同高度说明A、C两点重力势能相同

师：那在A点和C点单摆是否有速度？有动能？

生：无

师：那你得到何结论？

生：在单摆试验中，A、C两点机械能相同 实验4：用泡沫替代钢球重做单摆实验 生：不能回到同高度，且迅速停下 师：为什么？ 生：因有空气阻力

师：此时空气阻力还能忽略吗？ 生：不能

师：正是由于在现实生活中阻力不能忽略，因而钟摆会停下来，但在物理题目中往往忽略不计阻力。通过刚才的钢球单摆实验和你们的推导，请你们讲讲它们有何共同之处? 学生讨论

生：它们都只有重力做功，且机械能相等

不仅重力势能和动能可以相互转化，弹性势能和动能也可以相互转化。通过研究发现，若只有弹力做功，机械能也相等

板书：在只有重力、弹力做功的情况下，物体的动、势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变，此为机械能受恒定律。

课件：练习：在下列例子中，那些情况机械能守恒？ ⑴跳伞员带着张开的降落伞在空气中匀速下落 ⑵抛出的标枪在空中运动

⑶拉着一个物体沿光滑斜面匀速上升

⑷用细绳栓着一小球，使小球在竖直面内做圆周运动

⑸在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，压缩后，又被弹回 学生讨论并解答

课件：以10m/s的速度将质量为m的物体竖直向上抛出，若空气阻力忽略，g=10m/s2,则物体上升的最大高度是多少？ 用ppt演示解题步骤

三、课堂小结 课后反思：

本节课是按照新课标的标准来设计的，将课堂还于学生。教师在教学设计中遵循学生的认知规律，从实验着手，使学生对物理规律的建立和理解有一个从感性到理性，从定性到定量的过程，从而使学生对物理规律学习并不感到陌生，而通过学生自己动手进行推导、讨论的形式，让学生体会探究的乐趣。通过实物投影的方式，使学生不仅认识到自己犯的错误，而且加深了印象，这样使学生能够积极地参与问题的分析、讨论、交流和体验，从被动接受知识的习惯中解脱出来，在自主的氛围中理解掌握知识，发展提升能力。但由于学生参差不齐，因而在课堂上一定要进行动能定律的复习和灵活处理。

第五篇：《机械能守恒定律》教学设计

《机械能守恒定律》教学设计

本节教材分析：通过前面几节内容的学习，学生知道了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功会使弹性势能发生变化，合外力的功将引起动能的变化。使学生对于曾经在初中阶段学过的一些定性东西逐渐找到了定量方面的联系，对功能的认识也加深了，也萌发继续探究下去的兴趣。那么，在动能、重力势能和弹性势能都参与转化的过程中，情况又将如何呢？从知识发展的线索来看，本节内容，既是对前几节内容学习的总结，也是对能量守恒定律的铺垫。通过本节内容的学习，学生对功是能量变化的量度会更加深刻的理解，也是从不同角度处理理学问题提过良好的途径。本节内容是本章的重点内容。通过学习，学生不难掌握机械能守恒的表达式和运用机械能守恒定律求解比较简单的问题，但对具体问题中机械能守恒条件是否满足的判断还有一定难度，因此，机械能守恒定律条件的理解是本节内容的难点。

一、教学目标

知识与技能

1．知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化。

2．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件。

3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。过程与方法

1.学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒。

2．初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。情感、态度与价值观

1.通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。

2．应用机械能守恒定律解决具体问题。

二、教学重点、难点

教学重点

1．掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容。2．在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。教学难点

1．从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。

2．能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有机械能。

三、教学方法

问题串教学、探究、讲授、讨论、练习。

四、教学准备

电脑、投影仪、细线、小球，带标尺的铁架台、弹簧振子。

五、教学过程

[新课导入]

问题1：前面我们学习了那些能量？

问题2：这些能量概念是什么？表达式是什么？

（学生回答并且举例说明，教师根据学生回答情况给予引导）问题3：动能、重力势能和弹性势能的变化是什么力做功决定呢？（让学生进一步加深理解功是能量转化的量度）问题4：我们已学习了重力势能、弹性势能、动能．这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化?这节课我们就来探究这方面的问题． [新课教学]

一、动能和势能的相互转化

师：现在大家看这样几个例子，分析各个物体在运动过程中能量的转化情况．

(课件展示教材上的实例，包括自由下落的物体、沿光滑斜面向下运动的物体、竖直上抛的物体等等，这些物体最好是具体的实物，以增加学生学习的兴趣，减小问题的抽象性)

师：我们先来看自由落体运动的物体，自由落体运动是一种最简单的加速运动，在这个运动过程中能量的转化情况是怎样的?

生：在自由落体运动中，物体在下落的过程中速度不断增大，动能是增加的；而随着高度的减小，物体的重力势能是减少的．

师：在竖直上抛运动的过程中，能量的转化情况又是怎样的?

生：竖直上抛运动可以分成两个阶段，一个是上升过程的减速阶段，一个是下落过程的加速阶段，下落过程的加速阶段能量的变化过程和自由落体运动中能量的转化过程是一样的，动能增加，重力势能减少，因为这个阶段的运动实质上就是自由落体运动．在上升过程中，物体的动能减少，重力势能增加．

师：物体沿光滑斜面上滑，在运动过程中受到几个力，有几个力做功，做功的情况又是怎么样的?

生：在物体沿光滑的斜面上滑时，物体受到两个力的作用，其中包括物体受到的重力和斜面对它的支持力，这两个力中重力对物体做负功，支持力的方向始终和物体运动方向垂直，所以支持力不做功．

师：在竖直上抛过程中能量的转化情况是怎样的?

生：在竖直上抛过程中，先是物体的动能减少，重力势能增加，然后是重力势能减少，动能增加．

师：我们下面再看这样一个例子：

(演示：如图5．8—1，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验．把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化．

我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如图5．8—1甲．如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C点，但摆到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度，如图5．8—1乙)

师：在这个小实验中，小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么问题?能否找到一个守恒量？

生：小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用．拉力和速度方向总垂直，对小球不做功，只有重力对小球能做功．

实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化．在摆动过程中，小球总能回到原来的高度．可见，重力势能和动能的总和不变． 师：上面几个例子都是说明动能和重力势能之间的相互转化，那么动能和另外一个势能——弹性势能之间的关系又是什么呢?我们看下面一个演示实验．

(实验演示，如图5．8—2，水平方向的弹簧振于．用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化)

师：在这个小实验中，小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么?(学生观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解)生1：小球在往复运动过程中，竖直方向上受重力和杆的支持力作用，水平方向上受弹力作用．重力、支持力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有弹簧的弹力对小球能做功．

生2：实验证明，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化．小球在往复运动过程中总能回到原来的位置，可见，弹性势能和动能的总和应该不变．

师：动能和重力势能的总和或者动能和弹性势能的总和叫做什么能量? 生：动能和重力势能和弹性势能的总和叫做机械能．

师：上述几个例子中，系统的机械能的变化情况是怎样的? 生：虽然动能不断地变化，势能也不断地变化，它们的变化应该存在一个规律，即总的机械能是不变的．

二、机械能守恒定律

师：我们来看这样一个问题：

(课件展示课本76页图7．8—3的问题，学生自主推导结论，老师巡视指导，及时解决学生可能遇到的困难．投影学生的推导过程，和其他学生一起点评)物体沿光滑曲面滑下，只有重力对物体做功．用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系，推导出物体在A处的机械能和B处的机械能相等．

师：这个问题应该怎样解决，结论是什么? 生：推导的结果为：Ek2 +EP2 =Ek1 + EP1，即E1= E2． 师：这个结论用文字叙述应该是什么? 生：动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变． 师：这个结论的前提是什么? 生：这个结论的前提是在只有重力做功的物体系统内．

师：除了这样一个条件之外，在只有弹力做功的系统内，动能和弹性势能可以相互转化，而总的机械能不变．

师(得出结论)：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变，这就是机械能守恒定律．

（课件展示出让学生判断各个实例中机械能是否守恒。学生练习，并让学生主动解释教师适时给予引导，给出正确的评价）(投影展示课本76—77页例题，学生尝试独立解决这个问题，在解决问题中体会用机械能守恒定律解决问题的一般步骤)把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为L，最大倾角为θ．小球到达最底端的速度是多大? 师：这个问题应该怎样分析? 生：和刚才举的例子一样，小球在摆动过程中受到重力和细线的拉力．细线的拉力与小球的运动方向垂直，不做功，所以整个过程中只有重力做功，机械能守恒．小球在最高点只有重力势能，没有动能，计算小球在最高点和最低点的重力势能的差值，根据机械能守恒定律就能得到它在最低点的动能，从而计算出在最低点的速度．

师：具体的解答过程是什么?

师：通过这个题目的解答，你能够得到什么启发呢? 生1：机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便．

生2：用机械能守恒定律解题，必须明确初末状态机械能，要分析机械能守恒的条件． 师：下面大家总结一下用机械能守恒定律解决问题的一般步骤．

(投影学生总结的用机械能守恒定律解题的一般步骤，组织学生讨论完善这个问题，形成共同的看法)(参考解题步骤)生：可以分为以下几步进行： 1．选取研究对象——系统或物体．

2．根据研究对象所经历的物理过程．进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒． 3．恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初末状态时的机械能． 4．根据机械能守恒定律列方程，进行求解．

师：它和动能定理解题的相同点是什么呢? 生：这两个定理都可以解决变力做功问题和运动轨迹是曲线的问题．它们都关心物体初末状态的物理量．

师：用动能定理和机械能守恒定律解题的不同点是什么? 生：机械能守恒定律需要先判断机械能是不是守恒，而应用动能定理时要求要比机械能守恒定律条件要宽松得多．应用机械能守恒定律解决问题首先要规定零势能面，而用动能定理解决问题则不需要这一步．

师：刚才同学们分析得都很好，机械能守恒定律是一个非常重要的定律，大家一定要熟练掌握它．

实例探究：如图所示，在竖直平面内有一段四分之一圆弧轨道，半径OA在水平方向，一个质量为m的小球从顶端A点由静止开始下滑，不计摩擦，求小球到达轨道底端B点时小球对轨道压力的大小为多少？ [课堂小结]

（让学生根据听课效果给出总结，教师点评指正。）

[板书设计]

机械能守恒定律

1、内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

2、表达式： E1=E

21122mvmghmv221mgh1 22

3、适用条件：只有重力做功或弹力做功

注：此处弹力高中阶段特指弹簧类弹力

六、教学后记

继动能定理以后，我们紧接着又开始学习用能量方法解决问题的另外一个重要的知识点，在这一节的教学中，首先让学生能够从各种不同的例子中体会能量之间可以相互转化，而机械能内部的动能和重力势能以及弹性势能之间当然可以相互转化，转化的条件是相应的重力做功或者弹力做功．在教学中可以利用例题让学生自己总结用机械能守恒定律解决问题的一般步骤，由于是学生自己推导出来的，所以记忆当然深刻．在教学中对学有余力的同学可以安排较难的题目供他们选择，也可以让他们分别用动能定理和机械能守恒定律解决同样一个问题，以便比较这两种方法的相同点和不同点．