机械能守恒定律 教学设计

第一篇：机械能守恒定律 教学设计

机械能守恒定律

教学内容：功，动能定理，势能，机械能守恒定律

教学目的：掌握功的概念，会计算变力做的功。掌握保守力做功的特点和势能概念，并了解势能曲线概念。掌握质点的动能定理及功能原理，机械能守恒，并能掌握运用守恒定律解决问题的思路和方法。

教学安排：课前20分钟以讨论形式展开布置给同学们自学的内容。本讲安排约50分钟。（即一个学时）

教学媒体：电子教案 本讲重点：

 重点之一：掌握功的概念，会计算变力的功。

 重点之二：如何运用功能原理和机械能守恒解决问题。 重点之三：掌握势能的概念  难点之一：一对力做功的特点

 难点之二：机械能守恒的条件的满足与参考系有关。

教学方法：

一 引入

1).提问讨论，让同学比较高中的知识与新知识。更深刻理解变力作功的特点。

2).以讨论形式展开教学，活泼课堂启发同学。因为这是大学物理开篇的几堂课，要让同学积极加入思维活动，以便后继课的展开。

二 教学内容的展开及对重点的处理

本讲以讨论形式展开，引入各种概念定理，要求同学抓注重点。此中矢量仍是一个重点并难点。为此一般以范例教学，加强互动来展开教学。本讲仍然从讨论的对象是质点过渡到质点系。要求同学对这三讲的内容作比较分析，对以质点系为研究对象如何研究系统的性质有深刻的理解。

对势能内容的处理要注意几个同学容易忽略的问题（在电子教案中有体现）。另外对势能曲线的讲授可以在有课时的情况下作一些补充。在讲授中注意启发，（见电子教案）三 对难点的处理

对难点之一的处理：先以子弹穿墙为例说明一对力作功不为零的情形。引出一对力作功的问题。在讲授中对学生强调现在所讨论的问题是针对以质点系为研究对象。

对难点之二的处理：一般拟放在习题课中讲授。在总结各守恒条件时可以以运动车厢的弹簧为例说明机械能守恒的条件满足与参考系有关。四 布置作业

让同学对三个守恒定律的应用作总结。培养同学解决问题的能力。

《课堂讲授》流程图

第二篇：“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。

第三篇：《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．

第四篇：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.

第五篇：机械能守恒定律的教学设计

机械能守恒定律的教学设计

【教学目标】

一、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。

二、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。

三、情感、态度与价值观

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。【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的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。

【教学方法】

演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。【教具】

细线、小球、带标尺的铁架台。【教学过程】

一、引入新课

教师活动：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。

二、进行新课

1．动能与势能的相互转化

二、进行新课

1．动能与势能的相互转化

演示实验：如图所示，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小球可以摆到跟点等高的点，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，点，如图甲。如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到高度，如图乙。

点，但摆到另一侧时，也能达到跟点相同的问题：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。

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。

实验结论：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，即机械能应该保持不变。

教师：通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和是否真的保持不变？下面我们就来定量讨论这个问题。

2．机械能守恒定律

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，推导出物体在处的机械能和

处的机械能相等。

教师：为学生创设问题情境，引导学生运用所学知识独立推导出机械能守恒定律。让学生亲历知识的获得过程。

学生：独立推导。

教师：巡视指导，及时解决学生可能遇到的困难。推导的结果为：，即。

可见：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。同样可以证明：在只有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。

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。

3．例题与练习

例题：把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，如图，摆长为，最大摆角为动到最低位置时的速度是多大？

学生：学生在实物投影仪上讲解自己的解答，并相互讨论；

教师：帮助学生总结用机械能守恒定律解题的要点、步骤，体会应用机械能守恒定律解题的优越性。总结：

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；

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。，小球运练习一：如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（）

解析：机械能守恒的条件是：物体只受重力或弹力的作用，或者还受其它力作用，但其它力不做功，那么在动能和势能的相互转化过程中，物体的机械能守恒。依照此条件分析，ABD三项均错。答案：C。

练习二：长为L的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的1/4垂在桌边，如图所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？

解析：链条下滑时，因桌面光滑，没有摩擦力做功。整根链条总的机械能守恒，可用机械能守恒定律求解。设整根链条质量为，则单位长度质量（质量线密度）为，设桌面重力势能为零，由机械能守恒定律得：

解得

4．课下作业：完成 25“问题与练习”中4．5题。5．教学体会

机械能守恒定律是能量守恒定律的一个特例，要使学生对定律的得出、含义、适用条件有一个明确的认识，这是能够用该定律解决力学问题的基础。

本节知识点包括：机械能守恒定律的推导；机械能守恒定律的含义和适用条件。

机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；

分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习的难点之一。在教学中应让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。