高中物理歐姆定律教案

高一物理《機械能守恒定律》教案設(shè)計。

高一物理《機械能守恒定律》教案設(shè)計

一、教材分析

（一）教材地位

能量守恒定律是十九世紀自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一，對辨證唯物主義思想的建立起了重要作用，是學(xué)生樹立辨證唯物主義觀點的重要基礎(chǔ)之一；能量轉(zhuǎn)化和守恒思想貫穿整個高中教材，是認識自然、掌握自然規(guī)律的重要“工具”。機械能守恒是高中學(xué)生對能量轉(zhuǎn)化和守恒的啟蒙，它起著承前啟后的作用，是必須牢固掌握的一個重要規(guī)律。

（二）教材處理

人教版必修教材，僅以自由落體為例很快得出機械能守恒定律，對學(xué)生掌握知識（深刻理解機械能守恒的實質(zhì)和機械能變化的原因）和訓(xùn)練思維、發(fā)展能力不利，這里作了改進，機械能守恒定律的得出，由定性分析到定量實例探究，再結(jié)合一般過程作理論推證，然后總結(jié)出定律，闡釋機械能守恒的實質(zhì)，最后是定性應(yīng)用。符合由特殊到一般，再到特殊的認識規(guī)律，并且在探究、推理過程中，有利于培養(yǎng)學(xué)生的演繹推理能力、分析歸納能力和探索發(fā)現(xiàn)能力，領(lǐng)悟物理學(xué)研究方法和提高創(chuàng)造性思維能力。

（三）重點和難點

根據(jù)知能、方法、情感三要素確定。

1、重點：機械能守恒定律的推理分析過程、定律的內(nèi)容和定律條件的實質(zhì)性理解；發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的一種常用方法（特例探究+演繹推理法）和抽象思維（邏輯推理、分析歸納）、形象思維（過程描述和想象）、直覺思維能力的訓(xùn)練。

2、難點：根據(jù)定律的推理分析過程歸納總結(jié)出機械能守恒定律、定律條件的實質(zhì)性理解和發(fā)現(xiàn)定律科學(xué)方法的領(lǐng)悟以及機械能守恒定律空間對稱美的認識，激發(fā)學(xué)生心靈深處熱愛物理學(xué)的情感。

二、教學(xué)目標(biāo)

（一）確定教學(xué)目標(biāo)的依據(jù)

1、高中新課程總目標(biāo)（進一步提高科學(xué)素養(yǎng)，滿足全體學(xué)生的終身發(fā)展需求）和理念（探究性、主體性、發(fā)展性、和諧性）和三維教學(xué)目標(biāo)（知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀）；

2、教材特點（思想性、探究性、邏輯性、方法性和哲理性融會一體）；

3、所教學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)（知識結(jié)構(gòu)、思維結(jié)構(gòu)和認知結(jié)構(gòu)）。

（二）教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能目標(biāo)

（1）理解機械能和機械能總量的概念（動能、勢能統(tǒng)稱為機械能，它們的總和即為機械能總量）；

（2）掌握機械能守恒定律的內(nèi)涵（由對象、條件、結(jié)論組成）和外延（宏觀、低速，慣性參考系成立）；

（3）理解機械能守恒定律條件的實質(zhì)（能量只在機械動能和勢能之間轉(zhuǎn)化）；

（4）初步會用定律分析實際過程機械能是否守恒（功法和能量轉(zhuǎn)化法）。

2、過程與方法目標(biāo)

（1）理解機械能守恒定律的得來過程：提出問題→實例探究→發(fā)現(xiàn)結(jié)論→理論推證→總結(jié)規(guī)律→初步應(yīng)用，領(lǐng)悟發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的一種科學(xué)方法——實例探究+演繹推理法，提高探索發(fā)現(xiàn)能力；

（2）理解構(gòu)建機械能守恒定律結(jié)構(gòu)的方法及其意圖（機械能守恒定律來龍去脈結(jié)構(gòu)化，使學(xué)生形成知識組塊，提高直覺思維能力）。

3、情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)

（1）初步樹立變中有恒、能量守恒、物質(zhì)不滅等辨證唯物主義觀點；

（2）初識尋找守恒量的意義；

（3）初識機械能守恒定律的空間對稱美。

三、教學(xué)方法

（一）教學(xué)手段的選用

投影儀和電腦。其作用有：將物理情境、規(guī)律的推理過程、機械能守恒定律的內(nèi)容和機械能守恒定律知識方法結(jié)構(gòu)，利用多個實驗形象、直觀地展示出來，幫助學(xué)生思考、分析、推理、理解和領(lǐng)悟機械能守恒問題中的研究對象的選取。

（二）教學(xué)方法的選擇

1、指導(dǎo)思想：(1)有利于學(xué)生參與對概念、規(guī)律等內(nèi)容的探究認識過程(主體性、探究性)；(2)順應(yīng)學(xué)生認知、能力、心理和情感發(fā)展規(guī)律（發(fā)展性、和諧性）；（3）遵循發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的一般程序、思維方法和實驗依據(jù)（方法性和規(guī)律性）。

2、教學(xué)方法：教師指導(dǎo)與學(xué)生探究相結(jié)合的發(fā)現(xiàn)法。

四、學(xué)法指導(dǎo)

（一）基礎(chǔ)

學(xué)生通過初中機械能定性知識的學(xué)習(xí)、高中絕大部分力學(xué)知識和本章功、功率和動能定理的定量學(xué)習(xí)、理解和掌握，學(xué)生在物理知識結(jié)構(gòu)、思維的深度（獨立性、獨特性、發(fā)散性與批判性）和認知方法策略等方面均奠定了一定的基礎(chǔ)。但學(xué)生對學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法、物理規(guī)律由來的思維過程和方法的理解力、應(yīng)用力，物理學(xué)科學(xué)美（簡單、對稱、和諧和多樣統(tǒng)一）的鑒賞力均需進一步培養(yǎng)和提高。

（二）宗旨

針對定律由來的實例探究和實例分析推理過程，創(chuàng)設(shè)激活學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”的物理情境，遵循科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的思維模式和方法，進行探究發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)，進一步發(fā)展思維深度，逐步掌握發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的探究步驟和方法，增強創(chuàng)新意識和探索發(fā)現(xiàn)能力。

（三）措施

引導(dǎo)學(xué)生通過參與、體驗、探究、敘述，實現(xiàn)“三個發(fā)現(xiàn)”，感悟“兩個模式”，強化物理觀念的形成。

1、三個發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)探究發(fā)現(xiàn)能力：

（1）發(fā)現(xiàn)功能關(guān)系W其它力=E2-E1；

（2）發(fā)現(xiàn)機械能守恒定律：實質(zhì)是W其它力=E2-E1的一種特殊情況；

（3）發(fā)現(xiàn)快速判斷機械能是否守恒的方法（功法和能轉(zhuǎn)化法）。

2、兩個模式，強化物理觀念的形成：

（1）思維模式：從生活情景到物理模型建構(gòu)的思維過程（重過程）：

（2）體驗?zāi)Ｊ剑簭娀锢碛^念的形成（重聯(lián)系）。

相關(guān)知識

機械能守恒定律

古人云，工欲善其事，必先利其器。教師要準備好教案，這是教師工作中的一部分。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動，使教師有一個簡單易懂的教學(xué)思路。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？下面是小編幫大家編輯的《機械能守恒定律》，僅供參考，希望能為您提供參考！

第5節(jié)機械能守恒定律
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1．知道機械能守恒定律及其適用條件。
2．會應(yīng)用機械能守恒定律解題，明確解題步驟，知道用這個定律處理問題的優(yōu)點。
3．能敘述能量守恒定律，體會能量守恒是自然界的基本規(guī)律之一。會初步運用能量守恒的觀點分析問題。

【閱讀指導(dǎo)】
圖1圖2
1．物體的機械能包括_________、_________和__________。如圖1所示，在一個光滑曲面的上端A，由靜止釋放一質(zhì)量為m的小球，若取曲面的底端所在的平面為零重力勢能點，小球在A點時的機械能為__________，小球沿曲面滑到曲面底端B點，小球從A點滑到B點的過程中，小球受到_____力和_____力，其中只有____做功，該力做的功W＝_________，重力勢能________（填“增加”或“減少”）了__________，由動能定理知小球動能的變化量為_________，此時小球的機械能為_______，在該過程中小球的機械能_______（填“變化”或“不變”）。如果這個曲面是粗糙的，那么小球在由A滑到B的過程中，不僅重力做功同時________力做_____（填“正”或“負”），若該力做了Wf的功，由動能定理可知，物體動能的增加了________，此時的機械能為_______，小球從A滑到B的過程中機械能_________（填“變化”或“不變”）。
2．如圖2所示，一根長為h的細繩，一端懸掛在天花板上，另一端拴一質(zhì)量為m的小球，將小球拉至與豎直方向成60°角的位置A，不計空氣阻力，由靜止釋放小球，在小球擺到最低點B的過程中，小球受到______力和_____力的作用，其中只有______力做功，該力做功為___________。由動能定理可知小球的動能增量為______。若假設(shè)小球達到最低點所在的平面為零重力勢能面，小球在A點的機械能為_______，在B點的機械能為_______，小球從A到B的過程中機械能的總量________（填“變化”或“不變”）。若這個過程中空氣阻力不能忽略，那么，小球從A到B的過程中，不僅重力做功，同時_______也做功，機械能的總量將__________（填“增加”、“減少”或“不變”）。
3．能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式________為另一種形式，或者從一個物體_________到另一個物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中其總量保持不變。

【課堂練習(xí)】
★夯實基礎(chǔ)
1．下列幾種運動中機械能守恒的是（）
A．平拋物體的運動B．豎直方向的勻速直線運動
C．單擺在豎直平面內(nèi)的擺動D．物體沿光滑斜面自由上滑
2．如圖所示，一個小球，從長度L=10m，傾角為30°的光滑斜面頂端A由靜止開始下滑，若g取10m/s到達軌道底端B時的速度大小是（）
A．10m/sB．10m/s
C．100m/sD．200m/s
3．如圖所示，一個可視為質(zhì)點的實心鋼球從高H的A點自由落入水面的B點，然后鋼球繼續(xù)落入深為h的水底C處。下列說法正確的是（）
A．鋼球由A落到C的過程中，機械能守恒
B．鋼球由A落到B的過程中，機械能守恒
C．鋼球由B落到C的過程中，機械能守恒
D．鋼球由A落到C的過程中，動能先增加后減少
4．質(zhì)量為m的石子從距地面高為H的塔頂以初速度v0豎直向下拋出，若只考慮重力作用，則石子下落到距地面高為h處時的動能為：（g表示重力加速度）
A．B．
C．D．
5．物體從某一高度自由落到直立于地面上的輕彈簧上，如圖所示在A點開始與彈簧接觸，到B點物體速度為零，然后被彈回，則（）
A．物體從A到B的過程中，動能不斷減小
B．物體從B上升到A的過程中，動能不斷增大
C．物體從A到B及B上升到A的過程中，動能是先變大后變小
D．物體在B點的動能為零
6．豎直下拋一小球，不計空氣阻力和小球落地時的能量損失，小球著地后回跳的高度比拋出點的高度高5.0m。求小球拋出時的速度多大？（g取10m/s2）

★能力提升
7．物體做平拋運動，落地時的動能是剛被拋出時動能的4倍，則物體剛被拋出時的重力勢能是動能的多少倍？

8．如圖所示，AB和CD為半徑為R=lm的1/4圓弧形光滑軌道，BC為一段長2m的水平軌道．質(zhì)量為2kg的物體從軌道A端由靜止釋放，若物體與水平軌道BC間的動摩擦因數(shù)為0.1，求：（l）物體第1次沿CD弧形軌道可上升的最大高度；（2）物體最終停下來的位置與B點的距離．
9．如圖所示的裝置中，輕繩將A、B相連，B置于光滑水平面上，拉力F使B以1m/s勻速地由P運動到Q，P、Q處繩與豎直方向的夾角分別為α1=37°，α2=60°?；嗠x光滑水平面高度h=2m，已知mA=10kg，mB=20kg，不計滑輪質(zhì)量和摩擦，求在此過程中拉力F做的功？（已知sin37°=0.6，g取10m/s2）

第5節(jié)機械能守恒定律
【閱讀指導(dǎo)】
1、動能重力勢能彈性勢能mgh重力彈力重力mgh減少mghmghmgh不變摩擦負（mgh－Wf）mgh－Wf變化2、重拉重mgh/2mgh/2mgh/2mgh/2不變減少3、只有重力做功直線曲線彈性勢能重力和彈力做功4、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移
【課堂練習(xí)】
1、ACD2、A3、BD4、C5、0.6m6、10m/s7、3*8、(1)0.8(2)2m

驗證機械能守恒定律

一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時都會提前最好準備，教師在教學(xué)前就要準備好教案，做好充分的準備。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容，幫助教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。優(yōu)秀有創(chuàng)意的教案要怎樣寫呢？下面是小編為大家整理的“驗證機械能守恒定律”，歡迎您參考，希望對您有所助益！

總課題機械能守恒定律總課時第26課時
課題驗證機械能守恒定律課型實驗課
教
學(xué)
目
標(biāo)知識與技能
1、會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度。
2、掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理。
過程與方法
通過用紙帶與打點計時器來驗證機械能守恒定律，體驗驗證過程和物理學(xué)的研究方法。
情感、態(tài)度與價值觀
通過實驗驗證，體會學(xué)習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過親身實踐，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準”的科學(xué)觀。培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。
教學(xué)
重點掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理。
教學(xué)
難點驗證機械能守恒定律的誤差分析及如何減小實驗誤差的方法。
學(xué)法
指導(dǎo)實驗探究
教學(xué)
準備
教學(xué)
設(shè)想預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)→學(xué)生初步了解本節(jié)內(nèi)容→實驗探究→突出重點，突破難點→典型例題分析→鞏固知識→達標(biāo)提升
教學(xué)過程
師生互動補充內(nèi)容或錯題訂正
任務(wù)一預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)
⒈為進行驗證機械能守恒定律的實驗，有下列器材可供選用：鐵架臺，打點計時器，復(fù)寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導(dǎo)線，電鍵，天平。其中不必要的器材有：；缺少的器材是。
⒉物體做自由落體運動時，只受力作用，其機械能守恒，若物體自由下落H高度時速度為V，應(yīng)有MgH=，故只要gH=1/2V2成立，即可驗證自由落體運動中物體的機械能守恒。
⒊在打出的各紙帶中挑選出一條點跡，且第1、2兩打點間距離接近的紙帶。
⒋測定第N個點的瞬時速度的方法是：測出與N點相鄰的前、后兩段相等時間T內(nèi)下落的距離SN和SN+1，，有公式VN=算出。
⒌在驗證機械能守恒定律時，如果以v2／2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是，才能驗證機械能守恒定律，其斜率等于的數(shù)值。
任務(wù)二重點復(fù)習(xí)
1、推導(dǎo)出機械能守恒定律在本實驗中的具體表達式。
在圖1中，質(zhì)量為m的物體從O點自由下落，以地作零重力勢能面，下落過程中任意兩點A和B的機械能分別為：
EA=，EB=
如果忽略空氣阻力，物體下落過程中的機械能守恒，于是有:

上式亦可寫成

為了方便，可以直接從開始下落的O點至任意一點（如圖1中A點）來進行研究，這時應(yīng)有：----本實驗要驗證的表達式，式中h是
高度，vA是物體在A點的
速度。
2、如何求出A點的瞬時速度vA？
(引導(dǎo)：根據(jù)做勻加速運動的物體在某一段時間t內(nèi)的平均速度等于該時間中間時刻的瞬時速度可求出A點的瞬時速度vA。)
圖2是豎直紙帶由下而上實際打點后的情況。從O點開始依次取點1，2，3，……圖中s1，s2，s3，……分別為0～2點，1～3點，2～4點……各段間的距離。
根據(jù)公式，t=2×0.02s（紙帶上任意兩個相鄰的點間所表示的時間都是0.02s），可求出各段的平均速度。這些平均速度就等于是1，2，3，……各點相對應(yīng)的瞬時速度v1，v2，v3，…….

3、如何確定重物下落的高度？
（引導(dǎo)：圖2中h1，h2，h3，……分別為紙帶從O點下落的高度。）

根據(jù)以上數(shù)值可以計算出任意點的重力勢能和動能，從而驗證機械能守恒定律。
任務(wù)三進行實驗
一、在學(xué)生開始做實驗之前，老師應(yīng)強調(diào)如下幾個問題：
1、該實驗中選取被打點紙帶應(yīng)注意兩點：一是第一點O為計時起點，O點的速度應(yīng)為零。怎樣判別呢？

2、是否需要測量重物的質(zhì)量？

3、在架設(shè)打點計時器時應(yīng)注意什么？為什么？

4、實驗時，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？為什么？

5、測量下落高度時，某同學(xué)認為都必須從起始點算起，不能弄錯。他的看法正確嗎？為了減小測量h值的相對誤差，選取的各個計數(shù)點要離起始點適當(dāng)遠些好，還是近些好？

二、學(xué)生進行分組實驗。(學(xué)生討論實驗的步驟，教師巡回指導(dǎo)，幫助能力較差的學(xué)生完成實驗步驟)(參考實驗步驟)
1．把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導(dǎo)線將學(xué)生電源和打點計時器接好．
2．把紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重錘?？吭诖螯c計時器附近．
3．接通電源，待計時器打點穩(wěn)定后再松開紙帶，讓重錘自由下落，打點計時器應(yīng)該在紙帶上打出一系列的點．
4．重復(fù)上一步的過程，打三到五條紙帶．
5．選擇一條點跡清晰且第l、2點間距離接近2mm的紙帶，在起始點標(biāo)上0，以后各點依次為1、2、3……用刻度尺測量對應(yīng)下落的高度h1h2h3，……記人表格中．
6．用公式vn=hn+1+hn-1/2t，計算出各點的瞬時速度v1v2v3……并記錄在表格中．
各計數(shù)點l23456
下落高度
速度
勢能
動能
結(jié)論
7．計算各點的重力勢能的減少量mgh。和動能的增加量1/2mvn2，并進行比較．看是否相等，將數(shù)值填人表格內(nèi)．
任務(wù)四達標(biāo)提升
（1）2．在《驗證機械能守恒定律》的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9．8m／s2，實驗中得到一條點跡清楚的紙帶如圖7-10-1所示，把第一個點記作O，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量A、B、C、D各點到O的距離分別為62．99cm、70．18cm、77．76cm、85．73cm．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能減少量等于J，動能的增加量等于J(取三位有效數(shù)字)．在實驗允許誤差范圍內(nèi)，可認為重物下落過程中，機械能，(可設(shè)重物質(zhì)量為m)
2．在《驗證機械能守恒定律》的實驗中，下列說法中正確的是()
A．要用天平稱重錘質(zhì)量
B．實驗時，當(dāng)松開紙帶讓重錘下落的同時，立即接通電源
C．要選用第1、2兩點接近2mm的紙帶
D．實驗結(jié)果總是動能增加量略大于重力勢能的減小量
（3）在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，用打點計時器打出紙帶如圖3所示，其中A點為打下的第一個點，0、1、2……為連續(xù)的計數(shù)點?，F(xiàn)測得兩相鄰計數(shù)點之間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相鄰計數(shù)點間的打點時間間隔均為T。根據(jù)紙帶測量出的距離及打點的時間間隔，可以求出此實驗過程中重錘下落運動的加速度大小表達式為：
_________。在打第5號計數(shù)點時，紙帶運動的瞬時速度大小的表達式為________。要驗證機械能守恒定律，為減小實驗誤差，應(yīng)選擇打下第_________號和第__________號計數(shù)點之間的過程為研究對象。
（4）某次“驗證機械能守恒定律”的實驗中，用6V、50Hz的打點計時器打出的一條無漏點的紙帶，如圖4所示，O點為重錘下落的起點，選取的計數(shù)點為A、B、C、D，各計數(shù)點到O點的長度已在圖上標(biāo)出，單位為毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重錘質(zhì)量為1kg。
①打點計時器打出B點時，重錘下落的速度vB=m/s，重錘的動能EkB=
J。
②從開始下落算起，打點計時器打B點時，重錘的重力勢能減小量為
J。
③根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘從靜止開始到打出B點的過程中，得到的結(jié)論是。

“機械能守恒定律”教學(xué)設(shè)計

【教學(xué)目標(biāo)】

一、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(zhuǎn)化；

2．會正確推導(dǎo)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。

二、過程與方法

1．學(xué)會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒；

2．初步學(xué)會從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點來解釋物理現(xiàn)象，分析問題。

三、情感、態(tài)度與價值觀

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

【教學(xué)重點】

1．掌握機械能守恒定律的推導(dǎo)、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(xué)表達式。

【教學(xué)難點】

1．從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)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)所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能。

【教學(xué)方法】

演繹推導(dǎo)法、分析歸納法、交流討論法。

【教具】

細線、小球、帶標(biāo)尺的鐵架臺。

【教學(xué)過程】

一、引入新課

教師活動：我們已學(xué)習(xí)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(zhuǎn)化的，那么在相互轉(zhuǎn)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。

二、進行新課

1．動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化

演示實驗：如圖所示，用細線、小球、帶有標(biāo)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點，然后放開，小球在擺動過程中，重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化。我們看到，小球可以擺到跟點等高的點，如圖甲。

如果用尺子在某一點擋住細線，小球雖然不能擺到點，但擺到另一側(cè)時，也能達到跟點相同的高度，如圖乙。

問題：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(xué)生：觀察演示實驗，思考問題，選出代表發(fā)表見解。

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。

實驗結(jié)論：小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉(zhuǎn)化。在擺動過程中，小球總能回到原來的高度?？梢?，重力勢能和動能的總和，即機械能應(yīng)該保持不變。

教師：通過上述分析，我們得到動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動能和勢能的轉(zhuǎn)化過程中，動能和勢能的和是否真的保持不變？下面我們就來定量討論這個問題。

2．機械能守恒定律

物體沿光滑曲面滑下，只有重力對物體做功。用我們學(xué)過的動能定理以及重力的功和重力勢能的關(guān)系，推導(dǎo)出物體在處的機械能和處的機械能相等。

教師：為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識獨立推導(dǎo)出機械能守恒定律。讓學(xué)生親歷知識的獲得過程。

學(xué)生：獨立推導(dǎo)。

教師：巡視指導(dǎo)，及時解決學(xué)生可能遇到的困難。

推導(dǎo)的結(jié)果為：，

即。

可見：在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變。

同樣可以證明：在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機械能也保持不變。

結(jié)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(zhuǎn)化，總的機械能也保持不變。這就是機械能守恒定律。

3．例題與練習(xí)

例題：把一個小球用細線懸掛起來，就成為一個擺，如圖，擺長為，最大擺角為，小球運動到最低位置時的速度是多大？

學(xué)生：學(xué)生在實物投影儀上講解自己的解答，并相互討論；

教師：幫助學(xué)生總結(jié)用機械能守恒定律解題的要點、步驟，體會應(yīng)用機械能守恒定律解題的優(yōu)越性。

總結(jié)：

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；

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。

練習(xí)一：如圖所示，下列四個選項的圖中，木塊均在固定的斜面上運動，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運動，圖C中的木塊向上運動。在這四個圖所示的運動過程中機械能守恒的是（）

解析：機械能守恒的條件是：物體只受重力或彈力的作用，或者還受其它力作用，但其它力不做功，那么在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，物體的機械能守恒。依照此條件分析，ABD三項均錯。答案：C。

練習(xí)二：長為L的均勻鏈條，放在光滑的水平桌面上，且使其長度的1/4垂在桌邊，如圖所示，松手后鏈條從靜止開始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開桌邊時的速度大小為多大？

解析：鏈條下滑時，因桌面光滑，沒有摩擦力做功。整根鏈條總的機械能守恒，可用機械能守恒定律求解。設(shè)整根鏈條質(zhì)量為，則單位長度質(zhì)量（質(zhì)量線密度）為，設(shè)桌面重力勢能為零，由機械能守恒定律得：

解得

4．課下作業(yè)：完成25“問題與練習(xí)”中4．5題。

5．教學(xué)體會

機械能守恒定律是能量守恒定律的一個特例，要使學(xué)生對定律的得出、含義、適用條件有一個明確的認識，這是能夠用該定律解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)。

本節(jié)知識點包括：機械能守恒定律的推導(dǎo)；機械能守恒定律的含義和適用條件。

機械能守恒定律是本章教學(xué)的重點內(nèi)容，本節(jié)教學(xué)的重點是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機械能；

分析物體系統(tǒng)所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能，是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點之一。在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生認識到，物體重力勢能大小與所選取的參考平面（零勢面）有關(guān)；而重力勢能的變化量是與所選取的參考平面無關(guān)的。在討論物體系統(tǒng)的機械能時，應(yīng)先確定參考平面。

思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。

機械能守恒定律教學(xué)設(shè)計

作為杰出的教學(xué)工作者，能夠保證教課的順利開展，高中教師要準備好教案，這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生更好地進入課堂環(huán)境中來，幫助授課經(jīng)驗少的高中教師教學(xué)。高中教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢？為滿足您的需求，小編特地編輯了“機械能守恒定律教學(xué)設(shè)計”，僅供參考，歡迎大家閱讀。

【教學(xué)目標(biāo)】

一、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(zhuǎn)化；

2．會正確推導(dǎo)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。

二、過程與方法

1．學(xué)會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒；

2．初步學(xué)會從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點來解釋物理現(xiàn)象，分析問題。

三、情感、態(tài)度與價值觀

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

【教學(xué)重點】

1．掌握機械能守恒定律的推導(dǎo)、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(xué)表達式。

【教學(xué)難點】

1．從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)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)所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能。

【教學(xué)方法】

演繹推導(dǎo)法、分析歸納法、交流討論法。

【教具】

細線、小球、帶標(biāo)尺的鐵架臺。

【教學(xué)過程】

一、引入新課

教師活動：我們已學(xué)習(xí)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(zhuǎn)化的，那么在相互轉(zhuǎn)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。

二、進行新課

1．動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化

演示實驗：如圖所示，用細線、小球、帶有標(biāo)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點，然后放開，小球在擺動過程中，重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化。我們看到，小球可以擺到跟點等高的點，如圖甲。

如果用尺子在某一點擋住細線，小球雖然不能擺到點，但擺到另一側(cè)時，也能達到跟點相同的高度，如圖乙。

問題：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(xué)生：觀察演示實驗，思考問題，選出代表發(fā)表見解。

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。

實驗結(jié)論：小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉(zhuǎn)化。在擺動過程中，小球總能回到原來的高度?？梢?，重力勢能和動能的總和，即機械能應(yīng)該保持不變。

教師：通過上述分析，我們得到動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動能和勢能的轉(zhuǎn)化過程中，動能和勢能的和是否真的保持不變？下面我們就來定量討論這個問題。

2．機械能守恒定律

物體沿光滑曲面滑下，只有重力對物體做功。用我們學(xué)過的動能定理以及重力的功和重力勢能的關(guān)系，推導(dǎo)出物體在處的機械能和處的機械能相等。

教師：為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識獨立推導(dǎo)出機械能守恒定律。讓學(xué)生親歷知識的獲得過程。

學(xué)生：獨立推導(dǎo)。

教師：巡視指導(dǎo)，及時解決學(xué)生可能遇到的困難。

推導(dǎo)的結(jié)果為：，

即。

可見：在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變。

同樣可以證明：在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機械能也保持不變。

結(jié)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(zhuǎn)化，總的機械能也保持不變。這就是機械能守恒定律。

3．例題與練習(xí)

例題：把一個小球用細線懸掛起來，就成為一個擺，如圖，擺長為，最大擺角為，小球運動到最低位置時的速度是多大？

學(xué)生：學(xué)生在實物投影儀上講解自己的解答，并相互討論；

教師：幫助學(xué)生總結(jié)用機械能守恒定律解題的要點、步驟，體會應(yīng)用機械能守恒定律解題的優(yōu)越性。

總結(jié)：

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；

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。

練習(xí)一：如圖所示，下列四個選項的圖中，木塊均在固定的斜面上運動，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運動，圖C中的木塊向上運動。在這四個圖所示的運動過程中機械能守恒的是（）

解析：機械能守恒的條件是：物體只受重力或彈力的作用，或者還受其它力作用，但其它力不做功，那么在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，物體的機械能守恒。依照此條件分析，ABD三項均錯。答案：C。

練習(xí)二：長為L的均勻鏈條，放在光滑的水平桌面上，且使其長度的1/4垂在桌邊，如圖所示，松手后鏈條從靜止開始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開桌邊時的速度大小為多大？

解析：鏈條下滑時，因桌面光滑，沒有摩擦力做功。整根鏈條總的機械能守恒，可用機械能守恒定律求解。設(shè)整根鏈條質(zhì)量為，則單位長度質(zhì)量（質(zhì)量線密度）為，設(shè)桌面重力勢能為零，由機械能守恒定律得：

解得

4．課下作業(yè)：完成25“問題與練習(xí)”中4．5題。

5．教學(xué)體會

機械能守恒定律是能量守恒定律的一個特例，要使學(xué)生對定律的得出、含義、適用條件有一個明確的認識，這是能夠用該定律解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)。

本節(jié)知識點包括：機械能守恒定律的推導(dǎo)；機械能守恒定律的含義和適用條件。

機械能守恒定律是本章教學(xué)的重點內(nèi)容，本節(jié)教學(xué)的重點是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機械能；

分析物體系統(tǒng)所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能，是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點之一。在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生認識到，物體重力勢能大小與所選取的參考平面（零勢面）有關(guān)；而重力勢能的變化量是與所選取的參考平面無關(guān)的。在討論物體系統(tǒng)的機械能時，應(yīng)先確定參考平面。

思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。