机械能守恒定律教案范文

机械能守恒定律教案范文第1篇

(一)知识与技能

1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。

2、掌握验证机械能守恒定律的实验原理。

(二)过程与方法

通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。

(三)情感、态度与价值观

通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣;通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。

教学重点

掌握验证机械能守恒定律的实验原理。

教学难点

验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。

教学方法

教师启发、引导，学生自主设计实验方案，亲自动手实验，并讨论、交流学习成果。

教学工具

重物、电磁打点计时器以及纸带，复写纸片，低压电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺，小夹子。

教学过程

(一)课前准备

教师活动：课前布置学生预习本节实验。下发预习提纲，重点复习下面的三个问题：

1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。

在图1中，质量为m的物体从O点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点A和B的机械能分别为：

EA=，EB=

如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有

EA=EB，即=

上式亦可写成

该式左边表示物体由A到B过程中动能的增加，右边表示物体由A到B过程中重力势能的减少。等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始下落的O点至任意一点(如图1中A点)来进行研究，这时应有：----本实验要验证的表达式，式中h是物体从O点下落至A点的高度，vA是物体在A点的瞬时速度。

2、如何求出A点的瞬时速度vA?

根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A点的瞬时速度vA。

图2是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从O点开始依次取点1，2，3，……图中s1，s2，s3，……分别为0～2点，1～3点，2～4点……各段间的距离。

根据公式，t=2×0.02s(纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0.02s)，可求出各段的平均速度。这些平均速度就等于是1，2，3，……各点相对应的瞬时速度v1，v2，v3，…….例如：

量出0～2点间距离s1，则在这段时间里的平均速度，这就是点1处的瞬时速度v1。依次类推可求出点2，3，……处的瞬时速度v2，v3，……。

3、如何确定重物下落的高度?

图2中h1，h2，h3，……分别为纸带从O点下落的高度。

根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能，从而验证机械能守恒定律。

学生活动：学生看书明确实验的各项任务及实验仪器。复习《用打点计时器测速度》的实验，掌握用打点计时器测量匀变速直线运动速度的方法。

(二)进行新课

教师活动：在学生开始做实验之前，老师应强调如下几个问题：

1、该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是第一点O为计时起点，O点的速度应为零。怎样判别呢?

2、是否需要测量重物的质量?

3、在架设打点计时器时应注意什么?为什么?

4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样?为什么?

5、测量下落高度时，某同学认为都必须从起始点算起，不能弄错。他的看法正确吗?为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好?

学生活动：思考老师的问题，讨论、交流。选出代表发表见解。

1、因为打点计时器每隔0.02s打点一次，在最初的0.02s内物体下落距离应为0.002m，所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2mm的纸带进行测量;二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔t=0.02s.

2、因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量m，而只需验证就行了。

3、打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用。

4、必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。

5、这个同学的看法是正确的。为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好。

教师活动：听取学生汇报，点评，帮助学生解决困难。

学生活动：学生进行分组实验。

课余作业

1、完成实验报告。

2、完成如下思考题：

(1)为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有：

;缺少的器材是。

(2)在验证机械能守恒定律时，如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于的数值。

(3)在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如图3所示，其中A点为打下的第一个点，0、1、2……为连续的计数点。现测得两相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T。根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为_________。在打第5号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为________。要验证机械能守恒定律，为减小实验误差，应选择打下第_________号和第__________号计数点之间的过程为研究对象。

(4)某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图4所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。

①打点计时器打出B点时，重锤下落的速度VB=m/s，重锤的动能EkB=

J。

②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为J。

③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是。

[参考答案：(1)不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺。(2)通过原点的直线、g.(3)(s6+s5+s4-s3-s2–s1)/9T2，

(s5+s6)/2T，1、5.(4)①1.175，0.69，0.69②0.69，③机械能守恒。]

机械能守恒定律教案范文第2篇

姓名：评价

考纲重力做功与重力势能，机械能守恒定律及其应用.要求ⅡⅡ解读能够灵活运用重力做功与重力势能的关系、机械能守恒定律分析解决相关问题.它是解决力学问题的基本规律，是高考的重点.大部分题目都与牛顿运动定律、圆周运动等知识相互联系、综合命题，难度中等以上，多为计算题.（一）学习目标

1.深入理解重力做功与重力势能，弹力做功与弹性势能.

2.深入理解机械能守恒定律.

（二）学习重难点

1.重点：重力做功与重力势能，机械能守恒定律.

2.难点：机械能守恒条件的理解.

（三）教学方法

问题式、合作学习、启发式、多媒体与动画相结合等.

[自主预习]

A.阅读教材（人教版）必修2第63页（第4节 重力势能）、第67页（探究弹性势能的表达式）、第75页（机械能守恒定律）

B.完成下列填空：

一、重力势能、弹性势能

1.重力势能

（1）重力做功的特点

①重力做功与无关，只与始末位置的有关.

②重力做功不引起物体的变化.

（2）重力势能

①概念：物体由于被举高而具有的能量.

③矢标性：重力势能是，正、负表示其大小.

（3）相对性：选不同的零势能面，物体的重力势能的数值是的.若物体在参考平面以上，则重力势能为；若物体在参考平面以下，则重力势能为.通常选地面为参考平面.

（4）系统性：重力势能属于物体和组成的系统，通常简单地说是物体的重力势能.

（5）重力做功与重力势能变化的关系

①定性关系：重力对物体做正功，重力势能就；重力对物体做负功，重力势能就.

2.弹性势能

（1）概念：物体由于发生而具有的能.

（2）大小：弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量，劲度系数 ，弹簧的弹性势能越大.

[课堂总结]

1.有什么收获？

2.有什么疑问和困惑？

3.你对课堂的建议（包括学生的学与老师的教）

板书设计：

《机械能守恒定律》复习课

一、重力势能、弹性势能

1.重力势能

（1）重力做功的特点

（2）重力势能

（3）重力做功与重力势能变化的关系

2.弹性势能

二、机械能守恒定律

1.机械能

2.机械能守恒定律

（1）内容（2）研究对象（3）表达式（4）守恒条件

[作业]

1.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离.假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法错误的是

A.运动员到达最低点前重力势能始终减小

B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加

C.蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒

D.蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关

2.如图6所示，一个轻质弹簧一端固定在粗糙的斜面底端，弹簧轴线与斜面平行，小滑块A从斜面的某一高度由静止开始沿斜面向下运动一段距离后与弹簧接触，直到把弹簧压缩到最短.在此过程中下列说法正确的是

A.滑块先做匀加速运动后做匀减速运动

B.滑块先做匀加速运动，接触弹簧后再做匀加速运动最后做变减速运动

机械能守恒定律教案范文第3篇

《上海市中小学物理课程标准》提出了三维课程目标，即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维，并对每一维度的目标做出的具体说明。

（1）“知识与技能”要求的分类界定。对科学事实、概念、原理、规律的“认知”可以分为知道（A）、理解（B）、掌握（C）、应用（D）四个层次。“实验”要求分为初步学会（A）、学会（B）、设计（C）三个层次，主要针对学生实验和演示实验。

（2）“过程与方法”要求的分类界定。“过程与方法”维度的要求分为感受、认识、运用三个层次。

（3）“情感态度与价值观”要求的分类界定。“情感态度与价值观”维度的要求分为体验、感悟、形成三个层次。本研究根据现有的《上海市中学物理课程标准》和中学物理课堂教学实践，开展教学目标细化梳理和配套案例说明，目的使课程标准在转化为实施标准时有依据、有参考。其中，教学目标细化梳理将以布鲁姆教育目标分类学和《上海市中学物理课程标准》为依据，而案例说明将使每一课时的教学内容和要求有可参考的表现标准。

2基于教学目标梳理的研究框架形成

目标细化分解案例说明下面是《机械能守恒定律》案例的教学目标设计，强调教学目标的设定和目标的细化分解，分为三维目标综述、目标分解、案例说明三部分。目的使学生明了教学目标，以便独立地进行学习。案例：《机械能守恒定律》教学目标分解与案例分析

（1）知道机械能的概念；会用DIS实验探究机械能守恒定律；理解机械能守恒定律及其条件；能够应用机械能守恒定律解决简单的问题并归纳出解题步骤。①知道机械能的概念。从教材中找出基本概念以及动能和势能相互转化的例子，并填写在表格中。②会用DIS实验探究机械能守恒定律。DIS实验研究动能和势能转化过程中存在怎样的数量关系并分析机械能守恒的条件，写出机械能守恒定律的表达式，能指出实验中存在的问题。③理解机械能守恒定律及其条件。判断各个实例是否符合机械能守恒定律。运用牛顿第二定律和初速为零的匀加速运动公式证明机械能守恒定律。通过不同实例的推导，进一步掌握机械能守恒的条件是只有重力做功。④能够应用机械能守恒定律解决简单的问题并归纳出解题步骤。判断各个实例是否符合机械能守恒定律。课堂例题练习，讨论，归纳总结解题步骤。

（2）通过实验探在动能和重力势能转化过程中，动能和势能的总和保持不变；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。①探究在单摆摆动时，在动能和重力势能转化过程中，动能和势能的总和保持不变。结合教材能够描述实验的设计思想及其实验步骤、数据处理，并能够分析机械能守恒的条件，写出机械能守恒定律的表达式，能指出实验中存在的问题。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。通过对各种实例的研究，归纳出他们中存在的共性，进而获得解决同类问题的共性的研究方法，便于以后将要进行的研究。

（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。①课堂练习与巩固练习相结合，感悟机械能守恒定律在实际生活中的应用。②学生工作单制作：针对教学目标的分解目标教师可精选8道左右的习题，供学生在课堂或课前课后练习。这样可以及时检测教学目标的达成度，精选习题也使学生的学习减负（这里不例举具体案例）。

3总结

机械能守恒定律教案范文第4篇

关键词：导学；研学；自主探究；梯度引导

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）5-0007-3

教师应是生命的牧者，而不是拉动学生的“纤夫”，而教学应是学生在教师组织和引导下的自主学习。笔者以“机械能守恒定律”一课为例，谈谈如何在课堂实践中实现“教”转为“学”，突破现有课堂教学中的满堂灌，实现物理教学的本真回归。

1 优化课前备课，重视课前导学

有效的教学，始于准确地知道希望达到的目标是什么。教学目标指导着整个教学的过程，每个老师对于一节课的设计都是从教学目标开始的，教学目标是教师组织并引导学生学习的方向。笔者觉得教师在对课堂进行设计时，需要提出4个问题：（1）教什么？即确定什么样的教学目标。（2）教多少？即要求学生学到什么程度。（3）怎么教？即采取什么样的课堂形式与教学策略。（4）教会了吗？即如何在课堂上进行有效的课堂评测。而对于课堂实践如何从师本教育过渡到生本教育，笔者认为主要还是从教学教法上作出适当的转变。

以“机械能守恒定律”一课为例，在“怎么教”这个问题上的设计是课堂设计中最花心思的部分。笔者采用导学案进行课前导学，围绕导学案展开课堂学习活动并进行点拨式教学。导学案设计的目的，是为了更好地指导学生进行课前思考而非普通的课前知识点记忆性活动，同时用作课堂教学的主线，所以它的设计尤为重要，导学案的质量直接影响到课堂质量。

以下是一份以填空题形式设计的预习案，笔者将把课堂中使用的导学案与此预习案进行对比分析。

【预习任务】

机械能概念的理解

以下是课堂设计使用的导学案，其形式以思考题为主。

如图1所示，光滑圆弧轨道最低点与光滑水平轨道平滑连接，水平轨道右端连接一竖直挡板，轻弹簧右端固定在竖直挡板上，弹簧开始处于自然长度。现有一质量为m的小球从圆弧轨道的最高点由静止开始滚下，试分析：

（1）小球从开始下滑到回到最高点的整个过程中，有几个重要阶段，每个阶段小球受什么力？各力做正功还是负功？动能与势能如何转化？

（2）哪些能可以统称为机械能？能通过前面的分析说明理由吗？

（3）假设小球通过图中B点时的速度是v，你能确定小球在B点的机械能吗？求机械能要注意什么问题？

可以看到两份学案都围绕着教学目标而设计，但它们对于学生思维的培养以及课前引导的作用一样吗？

从第一份预习案的设计中，可以看到其囊括了很多课堂要点，但学生在预习过程中的思维活动更多的是对于课本的阅读以及答案的筛选抄录。笔者并不认为课前导学可以简单地等同为让学生进行课前的教材阅读。如果一个学生通过这样的аО附行预习，则学生在课前已经对于机械能守恒有了记忆性认识，如若先有了答案再在课堂中进行探索教学，原本充满趣味的教学活动也就变得乏味，学生的探究性思维也得不到有效的培养及训练。尽管教师在课中仍要引导学生猜想、推导、论证，但这种过程也只是学生在已知结论的前提下而假装的科学探究过程。所以，笔者认为课前的导学并非引导学生进行课本内容的直接获得，而是引导学生在旧知识的基础上对新事物进行思考分析，让学生在思考中长智慧，这是培养学生探究性思维的一个关键过程。

2 课中研讨交流，注重梯度式引导

课堂实践中从“教”向“学”过渡，更是教师在课堂上从主导者向引导者的转变。课堂教学中，教师既是组织者，又是引导者，要求教师在课前有一定的课堂预设，即对课堂中学生可能会犯的错误与问题有一定的预知，同时对课堂的控制能力有比较高的要求。

在“机械能守恒定律”一课中，紧扣导学案进行课堂教学，学生针对导学案中的具体模型及预设的问题进行讨论交流。对于学生课堂交流的问题，并没有进行如“什么是机械能”“机械能守恒定律的内容是什么”之类的直接设问，而是通过小组讨论的形式让学生分析模型中能量变化的关系，引导学生发现动能与势能的紧密关系，有效地使抽象事物具体化。

课堂中，经过小组讨论模型中的能量变化关系，学生可以试着自己总结机械能守恒的内容。

其中，一组学生得出了自己对机械能守恒的了解：模型中小球能回到最高点，机械能守恒，小球运动过程中只有重力与弹力做功，所以对于只有重力与弹力做功的过程，物体机械能守恒。学生通过分析小球的初末运动状态，说出了自己对机械能守恒的看法，这非常值得肯定。教学中如果学生的观点与机械能守恒定律的描述有出入，这种情况下就需要教师的有效引导，让其在此问题的研究探讨过程中形成正确的理解。

接着，教师提出以下几个问题，让学生继续进行讨论研究。

问题①：确定的研究对象是什么？

问题②：如果以地面为零势能面，小球在B点的机械能是多少？弹簧长度最短时，小球的机械能又是多少？

问题③：小球运动过程中，机械能守恒吗？

问题④：如果把研究对象确定为整个系统，机械能守恒吗？

学生非常兴奋地投入第二次讨论，并对机械能守恒有了新的理解：以小球为研究对象，小球的机械能并不守恒，因为过程中有外力（弹簧弹力）对其做功。如果以小球与弹簧组成的系统为研究对象，弹簧的弹力就属于系统的内力，所以过程中只有重力做功，则整个过程机械能守恒。通过梯度式问题引导，进一步加深学生对机械能守恒定律的理解。

课堂中，学生经历了研究探讨得出结论及自己的结论并得出新的见解的过程，对机械能守恒定律的理解会非常深刻。梯度式引导是生本教学中的重要组成部分，一方面可以培养学生讨论、交流及分析的能力，另一方面可以巧妙地避免传统课堂中因为重难点内容过于抽象难以讲清、讲透的问题。

3 课堂检测巩固，巧妙加问，一题多用

评价一节课的好坏，除了要评价课堂的呈现方式外，对教学效果的评价也是必不可少的。课堂教学中常会出现课堂气氛热闹，但学生并没有形成牢固的知识框架，不能很好地将新旧知识进行融合与应用。针对这一问题，一方面需要在板书上突出课堂教学的重点内容，以保证热闹的讨论交流过后学生能对课堂内容进行梳理；另一方面，则需要进行课堂检测，以保证学生对于新旧知识的融合与应用。对于课堂检测，选题是关键，选题精妙，不但可以达到巩固新知识的效果，还可以对旧知识进行回顾。

在“机械能守恒定律”一课中，选用课本第71页的例题进行课堂检测，同时巧妙加设问题“求小球运动到最低位置时，细绳的拉力为多少”。这不但巩固机械能守恒定律的内容，还对力的分析、向心力等内容进行了回顾。值得一提的是，一学生解题时错把“F-mg=”写成了“F-mg=mv2”。针对学生在解题中的这一错误，课堂教学中并没有对学生的错误进行直接纠正，而是使用了点拨式教学，引导学生分析题中模型，回忆向心力的内容及公式，最后学生恍然大悟，写出了正确的解题公式。巧妙地利用学生的错误进行点拨引导，让学生自己体验解题的正确思路历程，更有利于加强学生对易错点的把握。

4 对于课堂教学从“教”转为“学”的一些看法

课堂教学实践中从“教”转为“学”，并非简单地改变课堂形式，而是从根本上进行改变。传统的师本教育讲究对学生做题时应用能力的培养，更注重的是培养学生的分析能力和逻辑思维，而教师在生本课堂的设计中需要考虑更多、更细。教学有法，教无定法，只有通过不断地学习与实践，慢慢熟悉积累各种教学方式方法，面对学生实际情况及教学内容的不同才能灵活地进行组合，只有这样才会更好地实现课堂中的“教”转为“学”。

机械能守恒定律教案范文第5篇

【关键词】能量守恒；高中；物理；教学；应用

在自然界之中，能量守恒定律被人类发现之后，成为了解决现实问题的重要定律和依据，也极大地推动了社会文明的进步和发展。在高中物理教学之中，将能量守恒定律应用于教学实践，使学生更好地理解和把握能量守恒定律。

一、能量守恒定律在高中物理教学中应用的注意内容

1.选择适宜的研究对象

在高中物理教学内容中，能量守恒定律应用于现实问题的解决还相对简单，例如：将能量守恒定律应用于物体和地球现实问题、弹簧与物体之间的问题等，在运用能量守恒定律进行这些现实问题解决的过程中，要选择适宜的研究对象。

2.必须要以判定能量守恒的条件为前提

能量守恒定律适用于极其宽泛的范畴，它不仅可以应用于单个物体之中，而且还可以应用于整个系统之中，因而要注意能量守恒定律适用的成立条件。如果是以单个物体为对象，则只有在重力或弹力做功的前提下，才能适用能量守恒；而如果以整个系统为对象，则只有在内部动能与重力势能之间的转换的条件下，才能适用能量守恒。

3.注意以功能关系为切入点

高中物理的学多涉及能量，如：电场能、分子运动内能、电能等，对于可以运用公式进行计算的能量，则直接导入公式即可；而对于无法运用公式进行能量计算的，则可以寻找其功能关系加以转换，学生通过学习和总结，获悉不同能量变化状态下力的做功状态，增进对功能关系的理解和辨析，从而轻松自如地运用能量守恒定律解决现实问题。

二、能量守恒定律在高中物理教学中的应用例题分析

例1：在一个表面粗糙的斜面之上，一个物体由顶端呈匀速下滑的状态落至底端，则其能量变化状态可以表现为

（ ）

A.该物体的重力势能全部转化为动能；

B.该物体的重力势能和动能呈相反趋势，即重力势能减少而动能增加；

C.该物体的部分机械能转化为内能；

D.该物体的全部机械能转化为内能。

例题分析：例题中有已知条件为：匀速、下滑，可以由这两个已知条件获悉：物体的匀速状态下则动能是不会发生变化的；物体的下滑状态则表示势能在不断减小且没有发生转化。根据能量守恒定律，减少的势能必然要转化为其他形式的能，而由粗糙的表面可以得悉物体与之必然会产生摩擦生热的现象，也即减少的势能会转化为内化。因而可以得知：C为正确的答案。

例2：在一个水平光滑的平面之上，放置了一个静止的钢板，钢板的质量为2m、厚度为2d，一颗质量为m的子弹以垂直的角度射击钢板，并刚好击穿。如果将这块钢板分割为厚度为d、质量为m的相同煽椋并使之保持一定的距离，当子弹在同样的速度之下垂直射击第一块钢板，并射穿进入到第二块钢板时，嵌入钢板的深度为多少？假设钢板对于子弹的阻力保持不变，两块分割的钢板不会出现碰撞现象，且对重力忽略不计。

例3：如下说法之中，关于能量的说法正确的为（ ）

A.砂轮磨刀是将内能转化为动能；

B.当陨石进入到大气层之中成为流星时，其能量转换表现为：内能转化为机械能；

C.当烧壶中的水沸腾之时，壶盖会上下跳动，这是由于水的势能转化为了动能；

D.当给轮胎打气时，打气筒会出现发热现象，这是由于出现了机械能转化为内能的缘故。

例题解析：这是利用能量守恒定律进行现实问题的解决，具体分析如下：砂轮进行磨刀，是一种克服摩擦力做功的过程，期间是机械能转化为内能的过程，而不是内能转化为动能；陨石进入到大气层之中，需要克服摩擦力做功，机械能损耗，导致内能增加，产生发光发热的现象；烧壶煮水会沸腾，液体的水会变为汽态的水蒸气，水蒸气产生的内能转化为机械能；给轮胎打气的过程中，是对气体进行压缩做功，即由机械能转化为内能。因此，上述运用能量守恒定律，进行现实问题的解决之中，D答案为正确的选择。

三、结束语

综上所述，能量守恒是一种常见的、普遍性的定律，它通过对状态和过程的确定，保持能量的恒定。在高中物理教学中应用能量守恒定律，需要把握注意内容，使学生能够运用能量守恒定律进行轻松的物理解题。

【参考文献】

机械能守恒定律教案范文第6篇

关键词：物理教科书；机械能守恒定律；人教版；沪科版

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）24-0136-03

物理是一门研究物质结构、物质相互作用及运动规律的基础自然科学。史实证明，正是它所取得的巨大成就，推动着这人类文明的延续和发展。而物理教科书作为物理学科知识和学生间的连接纽带，是学生获得物理知识的主要来源和教师教学的主要依据，其编写历来受到教育研究者们的重视。本文主要以“机械能守恒定律”为例，从知识分布、插图使用、教材案例和课后习题几方面，对比了人教版高中物理课程标准实验教科书必修2第七章和沪科版高中物理课程标准实验教科书必修2第三章、第四章中相关内容的知识编排及呈现方式的差异，探索两本物理教材中知识的呈现特点。

一、知识分布的比较

“机械能守恒定律”相关知识点在人教版与沪科版两种教科书中的分布比较如表1所示。

“机械能守恒定律”在人教版教材中占一章内容，知识点呈现较为集中、详细，但课时安排较多，增加了教学负担。而沪科版教材将此分为两章，层次较为分明，针对性更强。7课时的安排虽少于人教版，但这样的安排对课堂教学效率提出更高要求。虽然两种版本教科书关于“机械能恒定律”的相关内容分布有所差别，但基本上都涵盖了新课标中要求的知识点，如“功”、“功率”、“做功与能量变化的关系”以及“动能和动能定理”等。作者认为，人教版教材倾向于将与“机械能守恒定律”有关的基本物理量如“功”、“势能”、“重力势能”等优先逐一呈现给学生，而后，在学生学习过这些基本物理量的前提下进一步教学生利用这些知识展开对功能转化以及能量守恒问题的探究。可见，人教版教材更强调物理知识的系统性传授，有助于学生建构扎实的物理基础；而沪科版教材则注重在学生探究“功能转化关系”以及“能量守恒”问题的同时将所需的基本物理量渗透其中，说明其更加注重物理知识间的关联和渗透，这有利于培养学生物理探究思维，但对学生素质提出较高的要求。

二、插图的比较

物理教材中插图的引用为高中物理教学质量的提高发挥了积极作用。插图不仅有助于为学生模拟展现出抽象的物理过程和微观物理现象，还有助于将教材物理知识与学生生活实际特别是爱国热情紧密联系起来[1]，集教育性、趣味性、情感价值观培养于与一体，使学生在生动、形象、趣味的环境中获得物理知识。两本教材中插图使用情况见表2。

对比发现，沪科版教材插图使用总数较人教版教材多12幅，其中包括2幅模型图，9幅实物图和1幅人物图，人物图涉及物理学史。由此，作者认为，沪科版教材更重视利用插图来强化物理知识与实际生活的联系，更强调物理学史的教用价值及其在教材中的渗透。但人教版教材在“机械能守恒定律”这一章首页呈现了一副大尺寸且能反映本章节主题的过山车图片，在给学生带来视觉冲击的同时，突出了本章知识特点，设计精妙。

三、教材案例与课后习题的比较

教材案例与课后习题的呈现在两本教材中也存在着差异。在“机械能守恒定律”相关章节中，人教版共呈现5道教材案例，而沪科版这部分内容的教材案例共13道，分布见表3。

人教版5道教材案例全部涉及计算。，作者认为其更注重学生计算能力的培养，虽然案例题量较小，但内容设计更精练，重点突出，为学生仅通过有限的案例计算就能掌握教学重点提供了可能，同样也为减轻学生课堂负担提供了可能。沪科版教材13道案例中9道计算题，4道分析题。9道计算题中有4道涉及动能定理应用计算，较人教版多2道，可见沪科版教材对“动能定理”相关应用的重视程度。其余案例计算还涉及到重力做功与重力势能以及能量的转化效率，可见覆盖面较广，利于学生强化基础。此外沪科版教材还另设4道分析案例，引导学生对物理现象进行分析、推理，这种设计有利于发挥教材案例对培养学生良好物理思维习惯的功用，同时也利于提高课堂效率[2]。

人教版“机械能守恒定律”章节共28道课后习题，沪科版教材共50道课后习题，见表4。

比较发现，两种版本教材在习题类型设计上相差不大，题型多样，均考查察了学生的多种能力。但习题总量有所差别，人教版题量小，以考查察基础知识为主，题型分布以简答、计算、推断为主，难度适中，有利于由浅及深地强化学生对本章知识的掌握；沪科版多于人教版22道，作者发现与人教版相比，沪科版在每章节后还设有综合习题，多达17道，由此造成二者总题量的差别。作者认为沪科版教材设计章节后综合习题，有助于强化学生物理知识的复习与巩固，有助于学生把握章节知识脉络，是可取之处。沪科版实验类和活动类习题较人教版多，强调培养学生的探究能力和动手能力，要求较高。

四、结论

通过比较分析，作者认为人教版高中物理教材知识点呈现较为集中，强调物理知识的系统性传授，有助于学生建构扎实的物理基础；插图突出章节主题，设计精妙；案例习题题量精练，重点鲜明，强化基础，利于学生由浅入深系统建构物理知识。沪科版教材针对性更强，层次分明，更注重在学生物理探究能力的培养；强调物理知识与实际生活的联系，注重物理学史的教用价值；案例习题题量丰富，内容广泛，注重知识引导和巩固，有益于学生物理思维与探究能力的养成。

参考文献：

[1]兰世书.插图与爱国主义教育[J].中学物理（初中版），1997，（05）.

[2]庞新美.浅谈运用物理教材例题提高教学效率[J].学周刊，2012，（11）.

机械能守恒定律教案范文第7篇

由两个或多个物体组成的系统在运动过程中，往往涉及内力做功、系统中单个物体的机械能可能不守恒等一些疑难问题，这些是我们不易理解和把握的。我们若能巧妙应用机械能守恒定律的知识，换个角度去考虑，就能使问题变得更明朗，使问题得以迎刃而解。

一、求解系统中单个物体的机械能变化问题

系统中的物体在相互运动中，能量往往会发生转化或转移，若只从一个物体的角度去分析思考，很容易因丢失一部分能量，而做出错误的判断，若能从整个系统考虑，正确使用机械能守恒定律分析就能准确判断系统中物体的机械能变化情况。

例1.如图1所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一高度且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点的过程中：（ ）

A.重物的重力势能减少；

B.重物的重力势能增加；

C.重物的机械能不变；

D.重物的机械能减少。

解析：重物从A点运动到B点，高度降低，重物的重力势能减少，因此很多同学只注意到重物从A运动到B时，重物速度增加，即重物的功能增加，故认为动能的增加量与重力势能的减少量相当，而判断重物机械能不变，错选C。若从整个系统去仔细分析会发现重物下降过程中，重物的动能增加，重力势力能减少，弹簧的弹性势能增加；而且在整个过程中，只有重力和弹簧弹力做功，重物与弹簧组成的系统机械能守恒。以B点为零势能点，则在A点系统的机械能只有重力势能，在B点系统的机械能为重物的动能和弹簧的弹性势能，且两处的机械能相等，所以可以判断重物的机械能减少，即C错，正确答案：A、D。

二、判定系统中内力做功问题

一个系统（有两个或多个物体）在运动过程中，在系统机械能守恒的同时，往往涉及到内力做功。要正确判断系统中内力做功情况确实是一个比较复杂的问题，如果从功的角度出发求解，会使问题变得更加繁杂，若能正确运用机械能守恒定律会使解题思路变得更清晰，使问题得以轻松解决。

例2.如图2所示，质量为m的a、b两球固定在轻杆的两端，杆可绕O点在竖直面内无摩擦转动，已知两物体距O点的距离L1>L2，现在由图示位置静止释放，则在a下降过程中：（ ）

A.杆对a不做功；

B.杆对b不做功；

C.杆对a做负功；

D.杆对b做负功。

解析：因为杆在转动，所以很多同学能分析到a球受到重力和杆对a的作用力，并习惯认为杆对a的作用力指向圆心O，与运动方向垂直，对小球a、b都不做功，而错选A、B。若我们能从整个系统去分析，会发现杆绕O点在竖直平面内无摩擦地转动，没有能量的损失，所以a、b和杆组成的系统机械能守恒。杆对a、b球的作用力是内力，a球下降过程中，b球的重力势能和动能都增加，所以b球的机械能增加，且b球重力对b球做负功，所以可以判断杆对b球做正功，b球的机械能才增加，从中可以判定B、D是错的。再由系统机械能守恒，b球的机械能增加，则a球的机械能减少，且a球重力对a球做正功，则杆对a球做负功，故A错。正确答案：C。

三、解决系统中物体运动的疑难问题

运用机械能的观点分析解决有关系统问题可以不涉及过程中力的作用细节，关心的只是过程中能量变化的关系和过程的始末状态，这往往更能把握问题的实质，使解决问题的思路变得简捷，并且能解决一些用牛顿定律无法解决的系统中物体的运动问题。

例3.如图3所示，重物A、B、C质量相等，A、B用细绳绕过轻小定滑轮相连接，开始时A、B静止，滑轮间细绳MN长0.6m。现将C物体轻轻挂在MN绳的中点，求：C下落的最大距离是多大？

解析：C下降到最低点时，A、B两物体也会随之上升到最高点，C在下降过程受到重力和两绳对C的拉力，虽然拉力大小不变，但方向却随着C下降而发生改变，是变力。C在下降过程中，不是做匀变速直线运动，不能简单运用匀变速直线运动的规律求解，但从整个系统的能量去思考会发现整个过程没有机械能损失，即A、B、C组成的系统机械能守恒，可以应用机械能守恒定律求解。依题意C下落到最大距离时，三个物体速度均为零。设C下落最大高度为H，则A、B上升的高度为： m） 3 . 03 . 0H（h22？+=

机械能守恒定律教案范文第8篇

科学规律的发现离不开科学方法，科学方法既包括经验方法，也包括逻辑方法。归纳和演绎是逻辑方法中两种最基本的方法。英国思想家和科学家培根极力推崇归纳法，而法国科学家笛卡儿则推崇演绎法。实际上，一个物理规律的发现，几乎都会同时综合运用归纳和演绎两种逻辑方法。

从科学发现的方法来分类，中学物理研究的物理规律大体可分为两种类型：

第一类是实验定律。如牛顿定律、动量守恒定律、库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律等，它们都是通过对自然现象的观察或者实验总结概括出来的，这个过程主要运用归纳法（也一定程度上用到演绎法）。观察或实验总是有限的，不会无穷尽，所以科学家们总在不断努力创新实验方法，提高实验精度，力图发现与“定律”相悖的情况，一旦出现了这种情况，“定律”将被否定。例如库仑定律中两个研究对象“点”之间的相互作用力与两点间的距离r的平方成反比，科学家不断地用精度越来越高的实验去验证这个结论。实验定律给出了物理量之间的变化关系，但至于“为什么有这种关系”这个问题，可能在物理学史上长期甚至至今都没有找到答案。

第二类规律是用已知的规律通过演绎推理得到的，如动能定理、相对论等。通过演绎得出的规律必须经得起观察或实验验证，才能被确认。例如1916年爱因斯坦用演绎法得出广义相对论，该理论预言大质量的物体会使经过其附近的光线产生弯曲。三年后的1919年日全食期间，人们观察到星光掠过太阳附近时确实发生了偏移，而且偏移值符合广义相对论的预言，英国皇家学会公布了这一结果，爱因斯坦立即成为家喻户晓的名人。

因为无论是用归纳还是演绎方法得到公认规律，都离不开实验，所以人们常说物理是以实验为基础的学科，但这并不意味理论推导不重要。课改前的高中物理教材中，机械能守恒定律多是运用归纳法通过实验得出的。而多种课标试验教材则运用演绎法通过理论推导得出（有人将理论推导称为“理论探究”），之后，教材再安排一节学生实验，验证机械能守恒定律。这样的编排突显了通过演绎发现和实验确认规律的科学方法，蕴含着科学方法教育的内容，教师在本内容教学中，要将教材中隐含的科学方法给学生明点出来，以期达成科学方法教育的目标。

另外，学生在初中已经学过机械能守恒，如果高一再将这个内容安排为一个完整的学生实验探究，则“提出问题”、“猜想与假设”这两个活动便失去了存在的必要，这也是教材用理论推导而不用实验归纳的原因之一。

人教版和粤教版教材在机械能内容上的安排大体是相近的，都是循着“动能――动能定理――势能――重力做功与重力势能变化的关系――动能与势能之间相互转化――机械能守恒定律――机械能守恒定律的应用”的线索来展开的。

二、按教学目标定位处理机械能守恒定律部分教材

一般教师在讲授机械能守恒定律时会运用有两种方法：一种是先让学生自己开动脑筋，提出一定的假设，设计实验，来探究机械能守恒定律，说明教师钟情于归纳法；另一种是按教材的编写，先通过在黑板上进行理论推导，然后再用实验验证，反映出教师钟情于演绎法。不能简单地说这两种方法哪一种更合理，必须考察教师整个教学的思路，如果教师认为学生实验探究能力形成得还不够理想，希望通过对机械能守恒定律的实验探究进一步提高这种能力，先采用归纳法、再用演绎法推导一次也未尝不可；如果教师认为没有必要在本内容教学中突出实验探究，而要学生体验理论推导对科学发现的重要意义，则按教材的结构来展开也是恰当的。

三、优化机械能守恒定律教学的几个策略

《机械能守恒定律》一课属于规律教学课，要按规律课教学的原则合理确定教学策略。

1、灵活组织前备知识的复习

学习本节前，学生已经学过了动能、动能定理、势能、重力做功与重力势能变化的关系等知识，这些都是学习机械能守恒定律的前备知识，学生对这些前备知识的掌握程度直接影响本内容的学习。设计本节教学前，对学生前备知识的掌握程度必须心中有数，如果学生掌握得不够好，遗忘率高，则宜在上课开始时花一定的时间集中复习前备知识，但要注意的是，这种复习不能采取由教师重述一次的办法，而应当适当设置一些简单情景，唤起学生的记忆，由学生说出相关的知识，也可以随着讲课的进度，分散复习各个概念，以减轻学生的疲劳感；如果学生基础好，则不必集中复习前备知识，采用随着新内容的展开分散复习的办法。

2、理论推导的教学策略

理论推导是本节教学的重点，不管学生程度如何，都应让学生自己通过重力做功与重力势能变化的关系和动能定理推导出机械能守恒定律，千万不能由教师一讲而就。

3、突出力和功的分析

机械能守恒定律的文字和数学表述并不复杂，似乎很容易记住，但学生对机械能守恒定律的表征却会是千差万别的，其中最易犯错的是对成立条件的判断，本节新课中，这个难点似乎并不突出，但在以后的综合题解题中，这个问题就会明显暴露出来。所以本节课从一开始，对每一个物理模型或实验都要强调受力分析和做功分析，力求帮助学生形成良好的思考程序和习惯。

机械能守恒定律教案范文第9篇

物理课程是工科各专业的一门专业基础课。通过本课程的学习，学生在掌握基本物理规律的基础上，熟悉物理知识在实际生产生活中的应用，了解物理知识在后续专业课程的作用。在苏州大学出版社出版的五年制高等职业《物理》（第一册）中，第5章第五节“机械能守恒定律”的探究建立在前面所学知识的基础上，而机械能守恒定律又是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况。教材通过多个具体实例，说明势能和动能，先猜测动能和势能的相互转化的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性。

2 学生分析

学生在初中已经了解动能和势能的概念，动能和势能可以相互转化。通过本章前面几节的学习，学生加深对动能和势能的概念理解，知道重力做功与重力势能的关系，并会运用动能定理解决简单的问题。但中职学生物理水平普遍不高，学习物理的能力不强，本设计力图通过生活实例和物理实验，展示相关情景，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究，体现从“生活走向物理”的理念，通过建立物理模型，由浅入深进行探究，让学生领会科学的研究方法，并通过规律应用巩固知识，体会物理规律对生活实践的作用。

3 教学目标

3.1 知识与技能

1）通过演示实验，让学生知道物体的动能和势能可以相互转化。2）通过对物体做自由落体的例子分析、推导，得出物体做自由落体的机械能守恒；并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。

3.2 过程与方法

1）通过学习机械能守恒定律的推导过程，学会研究物理的科学方法。2）通过对机械能守恒定律的理解，学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒；学会运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。

3.3 情感、态度与价值观

1）通过实验及物理现象增加学生对物理知识规律的求知热情；2）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。

4 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。

5 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，能正确分析物体所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。

6 教学方法

演绎推导法、分析归纳法、讨论法。

7 教具

滚摆（或溜溜球）、铁球、圆形轨道（过山车模型）、细线、钢球、投影片、弹簧振子。

8 教学过程

8.1 复习提问，导入新课

1）教师提问。本章我们已经学习了哪几种形式的能？动能定理的内容和表达式是什么？物体重力做的功与重力势能的变化之间有什么关系？

2）学生回答。本章我们已经学习了动能、重力势能、弹性势能。动能定理的内容：合力对物体所做的功，等于物体动能的改变量。表达式：W合=EK1-EK2。物体重力做的功与重力势能的变化之间的关系：物体重力做的功等于重力势能的减少量。

3）教师总结。动能定理中物体动能的改变量是物体的末动能减去初动能，定理的表达式：W合=EK1-EK2。物体重力做的功与重力势能的变化之间的关系中的重力势能的减少量是初位置的重力势能减去末位置的重力势能，关系表达式：WG=EP1-EP2。动能、重力势能、弹性势能统称为机械能，本节课我们就来研究有关机械能的问题。提出课题：机械能守恒定律。

8.2 进行新课

1）举例分析机械能之间的相互转化。

演示实验1：滚摆

演示实验2：过山车模型（铁球从圆形轨道某一高度滚下）

引导学生分析得出：通过重力做功，物体的动能和重力势能之间可以相互转化。

展示图片“撑杆跳高”“拉弓射箭”，引导学生分析得出：通过弹力做功，物体的动能和弹力势能之间可以相互转化。

总结结论：机械能之间可以相互转化。

2）探寻机械能之间相互转化所遵循的规律。

①定性分析。

演示实验3：钢球用细绳悬起，请一学生靠近，将钢球偏至他鼻子处释放，钢球摆回时，观察该生反应。（调节课堂气氛，激发学生学习的兴趣。）释放钢球后，钢球来回摆动，摆回到该生鼻子处返回，不会碰到鼻子。

演示实验4：将小钢球用细线悬挂一端固定在黑板上部，把小球拉到一定高度的A点，然后放开，让小球在同一平面内摆动。观察到小球可以摆到跟A点等高的C点，如图1甲。再用一钉子固定在小黑板上某点挡住细线，再观察，发现小球虽然不能摆到C点，但摆到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度，仍等高，如图1乙。

问题1：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？能量转化情况？问题2：小球摆动过程中总能回到原来高度，好像“记得”自己原来的高度，说明在摆动过程中有一个物理量是保持不变的，是什么呢？

学生观察演示实验，思考问题，发表见解：“小球受重力和绳的拉力，绳的拉力不做功，只有重力做功。下降时，重力做正功，重力势能减少，动能增加；上升时，重力做负功，重力势能增加，动能减少。小球摆动过程中总能回到原来高度，说明重力势能与动能的总和保持不变，也就是机械能保持不变。”

②定量分析推导。提出研究方法：在探究物理规律时，应该是由简单到复杂，逐步深入，先对简单的物理现象进行探究，然后加以推广深化。在动能与势能转化的情景中，自由落体（只受重力）应该是比较简单的。

投影片如图2所示，质量为m的物体自由下落过程中，经过位置1时，高度h1，速度v1；下落至位置2时，高度h 2，速度v2。引导学生思考分析：若不计空气阻力，分析物体由h1下落到h2过程中机械能的变化。

分析：质量为m的物体自由下落过程中，只有重力做功，根据动能定理，有WG=mv22-mv12。下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有WG=mgh1-mgh2。由以上两式可以得到mv22-mv12=mgh1-mgh2①。移项得mgh1+mv12=mgh2+mv22②，即EP1+EK1=EP2+EK2，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，左边是物体在初位置时的机械能，右边是物体在末位置时的机械能，该式表示：动能和势能之和不变即总的机械能守恒。

3）分析机械能守恒的条件。举例分析：物体沿光滑斜面下滑，上述结论是否成立；物体沿光滑曲面下滑，上述结论是否成立。由学生推导、分析：物体沿光滑斜面或光滑曲面下滑时，受重力和支持力作用，支持不做功，只有重力做功，由动能定理和重力做功，同样得出动能和势能之和即总的机械能保持不变。

演示实验5：弹簧振子（水平方向）来回振动。引导学生分析得出：在只有弹力做功的情形下，系统的动能和弹力势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。

演示实验6：竖直弹簧振子的振动。引导学生分析得出：只有重力和弹力做功的情形下，系统的动能和重力势能、弹力势能相互转化，总的机械能也保持不变。

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4）归纳结论。在只有重力和弹力做功的情况下，物体（系统）的动能和势能可以相互转化，物体机械能总量保持不变。这个结论叫做机械能守恒定律。

8.3 巩固拓宽

【投影片】

1.分析下列情况下机械能是否守恒

A.跳伞运动员从空中匀速下降的过程

B.重物被起重机匀速吊起的过程

C.物体做平抛运动的过程

D.物体沿光滑圆弧面下滑

【分析】机械能守恒的条件：物体只受重力或弹力的作用，或者还受其他力作用，但其他力不做功，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，AB项均错。答案：CD。

2.某人站在h1=10 m高的阳台上，以v1=10 m/s的速度随意抛出一个小球，如果不计空气阻力，求小球落地时速度的大小。

【分析与解答】小球被随意抛出，可能上抛、斜抛或斜下抛，方向不定，用牛顿第二定律难以求解落地时的速度大小。本题用机械能守恒定律来解。

小球在空中飞行过程中，只有重力做功，机械能守恒。取地面为零势能面，小球被抛时，重力势能mgh1，动能mv12；小球落地时，重力势能mgh2=0，动能mv22。根据机械能守恒定律，mgh1+mv12=mgh2+mv22，得mgh1+mv12=mv22，所以v22=2gh1+v12=2×9.8×10+102，v2≈17.2 m/s。

引导学生分析总结此题的解题要点、步骤。机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度、时间及速度方向，用它处理问题要比牛顿定律方便。运用机械能守恒定律解题的基本步骤：1）审题，明确研究对象；2）对研究对象进行受力分析，并分析各力做功情况，判断是否符合机械能守恒条件；3）（符合）选取零势能面，找出物体初、末两状态的动能和势能；4）根据机械能守恒定律列等式，求解。

8.4 总结（略）

8.5 作业布置

1）课本P131知识研读；2）课本P132思考与练习“1.2”。

8.6 板书设计

5.5 机械能守恒定律

1、机械能

定义：动能、重力势能、弹性势能统称为机械能

总的机械能：E=EK+EP

2、机械能之间可以相互转化

3、机械能守恒定律

1）内容：在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。2）数学表达式：mgh1+mv12=mgh2+mv22或EP1+EK1=EP2+EK2。

4、机械能守恒条件

1）物体只受重力或弹力的作用；2）物体除受重力或弹力的作用外，还受其他力，其他力不做功或所做功的代数和为零。

5、运用机械能守恒定律解题的基本步骤

机械能守恒定律教案范文第10篇

【关键词】高中物理　有效教学　方法　探讨

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）11-0105-01

在高中课程教学中，物理是重要组成部分，也是一门难点课程，学生平均成绩普遍不高。因而，如何教好物理，是高中物理教师值得思考的课题。笔者认为，教师首先应把握学生的学习特点，分析其学习困难的原因；其次，创新教学方法，重视实验教学。另外，还需解析习题要点，以指导学生解题方法，从而增强教学有效性，提高学生的物理学习水平。

一、把握学生学习特点，改进教学方法

1.把握学生学习特点，分析学困原因

由心理上看，学生感觉物理难学的原因在于心理畏惧。在初中阶段，通常侧重现象，主要是直观地分析，侧重形象思维，因而学生可轻松学习知识。但在高中物理中，直观现象被模型所替代，形象思维转为抽象思维，因而不少学生不能很好地适应这些变化。同时，在初中学习时，学生也形成了一些思维定式，这影响着高中物理的学习。若不能解决这些问题，学生在心理上会产生物理难的认识。若学生学习方法不正确，则会强化这一消极心理，产生厌学情绪。其次，一些学生缺乏学习信心，亦或死学，课堂上听懂了，但在实际练习时，则出现不少问题。因此，在高中物理教学中，教师需要分析学生的不同特点，采取不同的方法引导学生正确学习，使其体验成功感，以增强学生的学习信心。

2.巧用多媒体教学，增强教学直观性

在物理教学中，实验是重要组成部分，也是学生认识物理的有效方法。在教学过程中，一些实验为演示性实验，如电池感应、振动图像的形成等，对学生理解与把握物理知识有着十分重要的功效。然而，由于条件限制，难以直接实验演示，必须通过多媒体等现代电教化手段进行辅助教学，以帮助学生构建一个形象的、直观的物理模型。

例如：教学“抛体运动”时，可让学生观看图片，了解平抛运动演示实验：先让两球正碰撞，可看到一个自由落体，一个平抛；以小木槌打放于桌面上的小球，让学生认真观察，看小球离开桌面时是怎样的运动轨迹？然后通过多媒体对平抛运动轨迹进行演示，让学生对比所学的几类曲线，可明白平抛运动的轨迹为抛物线，然后教师适当解释在数学上为何将这一曲线称为抛物线。

3.加强学生实践操作，增强学生知识体验

在物理学习中，不少学生觉得理论知识太多枯燥，在课堂上易于走神。但是他们对于物理实验，则有强烈的兴趣。因此，在物理教学中，教师应该重视实验教学，尤其是学生实验，以刺激学生多种感官。通过做一做、摸一摸、想一想，学生在头脑中则会构建实物模型，从而加深知识印象。

如探究平抛运动在竖直方向的运动规律的教学，教师可提问：若将平抛运动看作竖直方向与水平方向的运动之合运动，平抛运动于竖直方向是怎样运动？然后让学生猜想假设，分析讨论，并分组设计实验方案来验证猜想。（学生交流、提出方案；全班讨论，补充完善，选出最佳方案；对比现成仪器，借鉴优良设计。）

二、解析习题要点，指导学生解题方法

在物理教学过程中，教师还需布置一些相关的习题、例题，让学生进行解答，然后解析要点，促进学生把握题目分析方法。在解题过程中，当构建不同模型后，则需要认真分析题目，读题审题。在读题时，教师还需引导学生注意细节问题，如将题目中的重点画出来，在图形上标出相关量。在读题时，学生会在头脑中构建大概的物理模型，这时，教师可让学生讲讲自己构建的物理模型，这样，可实现师生互动。亦或让学生大声读题，当读到问题的重点时则停住，然后让学生相互交流，分享看法，譬如：如何构建模型？由这些条件我们可以获得什么？等。这样，通过习题学法指导，学生逐渐学会自主分析问题，解答问题。在这一过程中，教师则是发挥着引导、指导的作用，让学生能够大胆地表达自己的解题思路，解题看法，就算是不正确的看法，也能够为教师获得信息反馈，可分析原因所在以便各个击破，从而帮助学生科学分析，解答问题。

例如：教学《机械能守恒定律》后，教师可优选例题与练习，引导学生分析解题思路，提高解题能力。例题：用一根细线将一个小球悬挂起来，则变成一个摆（如图所示），其摆长是，而最大饿摆角是，当小球运动至最低位置时，其速度有多大？

然后让学生于实物投影仪上说说自己的解答，同时学生互相交流、讨论。接着教师可总结归纳借助机械能守恒定律解题的步骤与要点，让学生感受机械能守恒定律在解答物理题目上的独特优势：①借助机械能守恒定律来解答物理题目时，需要确定初末状态机械能，也需研究机械能守恒条件。②机械能守恒定律没有包含运动过程中的时间与加速度，通过这一定律来解决问题时，要比运用牛顿定律更具简便性。

习题：如图所示，如下选项中，木块都运动于固定斜面上，其中图B中是粗糙的斜面，而A、C、D中则是光滑的斜面；在图A、C中，是木块受到的外力，其方向如图中箭头所示，在图A、B、C中木块均向下运动，而在图D中木块则向上运动。请问在如下四图中运动过程中机械能守恒的为（　）。

机械能守恒定律教案范文第11篇

【关 键 词】 物理教学；机械能守恒；高中

物理是一门思维性极强的学科，其最大的魅力和价值也体现在一些物理思想上。这也从本质上决定了师生之间的教与学的核心内容。在教学中我也希望我们教师以物理思想、物理方法的传达、构建、应用为第一位，具体的知识、教材、试题、课堂都仅仅是载体而已。而作为物理这一极富思想性学科的授导者，我们本身也要有一定的思想高度，从深层次本质上去解读要授什么、怎么导的问题。

下面仅以《机械能守恒定律》的教与学为例探讨高中物理的教与学问题。

一、教师的备要有智慧

（一）充分挖掘教材信息

呈现在我们面前的基本信息是《机械能守恒定律》内容，这当然是核心内容，但还有大量信息容易被我们忽略，特别是青年教师。如第一段话“我们在初中学过……”体现了概念建立的最好途径是在旧有的认知基础上去架构。整个论证过程体现了物理规律建立的一般模式，“发现现象─猜想结论─个案论证─般性论证─得出结论─形成理论”的历程。最后对条件、范围的阐释本身也体现了辩证的思想，也有意识地引导学生去思考知识的内涵和外延，而不是停留在知识的简单记忆上。

（二）正确确立教学重点

在思考教学的重点这一问题时不能绝对的、孤立地去看待它，而应该放在整个章节中、整个力学中、整个高中物理中、甚至是整个物理学科中思考，同时还要兼顾所面对的学生的基础情况、能力情况和发展需求上，还要思考所处的时间阶段是高一新课、一轮复习、二轮复习等。

在新课教授中，通常更强化结论的理解上。如花较多的时间去补充和理解弹力做功对机械能的影响问题，并且如果肤浅的理解教科书上的内容有可能导致误解和形成错误认知。而放眼在整个高中物理教学过程中，守恒思想的确立和根深蒂固比结论本身更为重要，在规律的认识之初不是怎样规范用的问题而是怎样在第一时间想到这一规律，并慢慢让学生建立任何情形下都可以考虑是否可以从这一角度去思考的问题。从教学的阶段上看，新课中注重规律的形成和建立并从内心深处去认同它更为重要，至于一些注意事项，可以在进一步的教学中逐渐去渗透，从而达到知识内化的目的。若在后期的复习和巩固中重点可以转移到准确性、内涵外延、怎样应用上去。

（三）知识的把握要精准

以“机械能守恒定律”为例，具体内容为“在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变”。

为了让学生从思想深处去理解并认识它，可以将内容分层次或从多侧面剖析给学生。如这句话反映了三个层次，首先是机械能总量不变即机械能守恒，这也是机械能守恒的本质；其次是从能的转移、转化角度看，只存在动能和重力势能之间的转化；最后是思考在什么情况下才是只有动能和势能相互转化，那就是只有重力做功。

由于学生第一次接触机械能守恒，不能因追求严密而太过复杂，但毕竟不甚完整，可以引导学生思考。如机械能应该包括弹性势能，那如果有弹性势能的参与又该如何呢？培养学生善于思考发现问题的习惯。

教师对这一结论的思考则要求是全方位的、深层次的，如是否是唯一表述、准确表述，有哪些内涵和外延等。笔者认为可以从以下一些角度加以深化：

（1）描述中涉及势能，必然是对系统而言，至少是物体和地球，但一般忽略了地球，原因是地球可以看成“静止不动”的物体，所以地球不涉及动能，或者说动能不发生变化，势能一般理解为物体的势能，当然忽视这一点不影响计算结果，但在逻辑上是不严密的，不一定给学生阐释，但作为教师应该清楚。

（2）在上述情况中（除地球外单个物体），即可以考虑机械能守恒也可以考虑动能定理。而机械能守恒定律的妙用更多地体现在除地球外两个或两个以上的物体系构成的系统情况下。

（3）对于由多个物体构成的系统涉及到的力有不确定形式的外力F、重力、电磁力、相互间的弹力和摩擦力，不涉及分子层面力的问题。而功是能量转化的量度，这就决定了不得不考虑这些力对研究系统机械能的影响问题。所以才有条件“只有重力做功”。

（4）那么重力做功为什么独立出来，而其他力做功又是怎样影响的呢？这里要引入一个结论：一对内力做功的代数和即W内=FS相代表了一定量能量的转化。而重力对物体做的功可以理解为这对重力做功的代数和（在第（1）点中有说明），只是实现了系统动能和重力势能之间的转化量度，是机械能内部不同形式能量间的转化，不改变系统的机械能总量。而如果有摩擦力则会存在与内能之间的转化问题，如果有电场力则会存在与电势能之间的转化问题。

（5）如果相互接触的物体是刚体（高中阶段指非弹簧、橡皮绳），则之间的弹力做功代数和为零，不该系统的机械能，如果是弹簧且存在形变，则W弹≠0，却表示系统其他形式能与弹性势能的转化量度，故也不改变系统的机械能总量。

（6）如果存在静摩擦力，同理不影响系统的机械能总量。但如果存在滑动摩擦力，则Wf=fS相，表征了转化为内能的部分（注意单向性），故系统机械能减少。

（7）如果是电磁力，则存在与电势能或磁场能之间的转化（注意具备双向性）。

（8）存在未知外力，则存在与外界未知形式的能量之间的转化问题。

二、教师的导要能启慧

如果教学只停留在教师讲，学生听，教师演练，学生模仿，这样的教学要想达到较好的效果是有很大困难的。我们要尽量做到学生先学后教，这里的先学还不能仅仅是停留在简单记忆，而应该有较充分和较深层次的思考。怎样解决学生的思维障碍，做到循序渐进层层推进？我们要讲智慧。

如在《机械能守恒定律》中我们可以这样设计导学：

1. 让学生做一个满足机械能守恒的小实验，如滚摆，初步体会动能势能的转化。

2. 举几个例子让学生思考运动过程中动能和势能的增减，引导有增有减时思考总量是否有可能不变。（建立守恒的意识）

3. 选一个便于操作的实例思考怎样去论证我们的结论。（培养科学意识）

4. 举几个满足机械能守恒的例子，思考他们的共性。（培养归纳总结能力）

5. 从只受重力过渡到只有重力做功。（培养思维的缜密性）

6. 如果有其他力做功会怎么样？（建立批判的思想）

三、学生的学要能生慧

学生在学习过程中要能感受到物理思维的精妙和乐趣，整个学习的过程就是他们明辨概念，熟悉原理，精通方法灵活应用的过程。如果在知识方法的建立过程效果还不太明显，则应增加应用帮助其提高认识。

总之，在物理教学过程中我们的核心是物理思想、物理方法、物理技能、探索的精神，知识只是解决这些能力问题的载体，我们在教的过程和学生在学的过程中，我们都应着眼知识背后的能力培养，让学生在学的过程中增长自己的智慧从而成就自己的智慧人生。

【参考文献】

[1] 陶昌宏. 高中物理教学理论与实践[M]. 北京：北京师范大学出版社，2008.

机械能守恒定律教案范文第12篇

但是在对机械能守恒定律理解和应用过程中，学生还常常会犯各种各样的错误，特别是在要求判断研究对象是否机械能守恒，或是判断究竟哪个研究对象机械能守恒等问题时，更是如此.究其原因，还是源于学生对书本上的表述理解不透，或者理解上有偏差.对此，需要对机械能守恒的内涵、机械能守恒条件这两个关键问题进行进一步地展开分析.

1对机械能守恒内涵的理解

机械能守恒是普遍能量守恒的一种特殊情况.对于能量守恒，人教版《必修2》第七章第10节就有相关的描述：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变.能量守恒强调的是能量不能消灭、不能创生，故守恒；而机械能守恒强调的是系统内部各种形式机械能（重力势能、弹性势能、动能）之间的相互转化，不包括系统内部机械能与非机械能之间的转化，及系统与外部的能量交换的情况.故能量守恒定律是普遍的、无条件的；而机械能守恒定律是局部的、有条件的.这个局部是指研究范围仅限于系统机械运动领域；这个条件是指系统内部不出现机械能与非机械能之间的转化，系统与系统外部不出现能量交换.

2对机械能守恒条件的理解

2.1摩擦力与机械能守恒条件

如前所述，机械能守恒是局部的、有条件的能量守恒.即如教材上的描述，“在只有重力或弹力做功的物体系统内”，系统机械能才能守恒.这样的描述，显然是把摩擦力排除在外了，可机械能守恒条件为什么要把摩擦力排除在外呢？原因是：如果摩擦力为滑动摩擦力，在任何情况下，一对滑动摩擦力对系统总是做负功，一定会让机械能向内能转化，也即日常生活中常见的“摩擦生热”现象，所以，在存在滑动摩擦力作用的物理过程中，机械能一定不守恒；如果摩擦力为静摩擦力，一对静摩擦力对系统是永远不做功的，当然也就不会改变系统的机械能总量，所以，机械能守恒系统其实是允许摩擦存在的，但必须是静摩擦.由此，如果只从受力角度看机械能守恒的条件，机械能守恒是允许研究对象受重力、弹力、静摩擦力及其它所有永不做功的力（如洛伦兹力），而绝对不允许研究对象受滑动摩擦力；但从做功角度看，就只允许系统内重力和弹力做功（静摩擦力对系统不做功，允许也没用），其原因是：重力对应重力势能；弹力对应弹性势能，只允许这两个力做功，也就是只允许重力势能、弹性势能、动能三者相互转化，而只有这些能量相互转化，系统机械能总量当然不变，即机械能守恒.

2.2研究对象与机械能守恒条件

对机械能守恒条件，学生对研究对象的选择往往判断不准.如何选择好研究对象，需要对守恒条件，即“在只有重力或弹力做功的物体系统内”有一个准确的理解.

例1如图1所示，在光滑水平面上有一个带1/4圆弧槽的静止物块B，圆弧槽的半径为R，现把一个与物块B质量相等的滑块A从槽顶端静止释放，忽略一切摩擦，问滑块A运动至1/4圆弧槽底端时的速度大小为多少？

解析对于本题的求解，学生会很容易想到要用机械能守恒定律解题，但是他们往往判断不清楚是滑块A、还是A、B构成的系统机械能守恒.

如果只以A为研究对象，那么A受到的弹力就是外力，已经不满足机械能守恒条件，当然机械能不守恒了.

2.3弹力与机械能守恒条件

在例1中，滑块A只受到重力和弹力，却不满足机械能守恒条件，这也是容易让学生产生困惑的问题.那么到底该如何理解机械能守恒的条件呢？我们知道弹力有很多种（如从效果分有拉力、压力、支持力等；从产生来分有弹簧的弹力、绳的弹力、杆的弹力等），机械能守恒条件中的弹力究竟指的是哪一种呢？还是不管它是哪一种只要是弹力就可以了呢？对此，我们可以从能量转化角度来剖析.机械能守恒只允许重力势能、弹性势能、动能三者相互转化，重力势能转化是要通过重力做功实现的，弹性势能转化则要通过弹力做功来实现，这就是机械能守恒中弹力的特点，也就是说，如果我们的研究对象出现了系统内弹力对系统做功的情况，一定意味着出现了弹性势能的变化，如果不是这样，就是机械能不守恒.

例2如图2所示，在光滑水平面上有两个相同质量的小球，B球最初处于静止状态，且B球左边粘有橡皮泥，现让A球以初速度v0向右运动，与B球作用后一起运动，问在作用过程中，A、B（包括橡皮泥）系统机械能是否守恒？

解析对本题，可以先判断一下橡皮泥对A、B两个小球做的功，很显然，FB对B球做的正功要比FA对A球做的负功少（因为橡皮泥的压缩变形，使A球在力方向上的位移大于B在力方向上的位移），所以这两个弹力对系统做的总功小于零，但是橡皮泥并没有表现出弹性势能的增大，因此可以确定系统机械能减少，减少的机械能转化为内能.

现在将例2进行改编，如图3所示，如果在B球左边固定一根轻弹簧，让A球以初速度v0向右运动与B球发生相互作用，问从开始作用到把弹簧压缩到最短过程中，A、B（包括弹簧）系统机械能是否守恒？

显然，和例2不一样，虽然过程中弹簧对B做的正功要小于对A做的负功，即弹簧对A、B系统做的是负功，但是弹簧本身的弹性势能增加了，所以如果把A、B、弹簧作为一个系统，机械能总量将始终保持不变，即守恒.

3机械能守恒的一般特征

由前所述，我们可以从受力分析、做功过程及能量转化三个方面来深入把握机械能守恒的一般特征.

首先，从受力角度来看，机械能守恒是允许系统受重力、弹力、静摩擦力及其它一切对系统不做功的外力存在的，但一定不允许系统受滑动摩擦力（原因是滑动摩擦力的存在会将机械能转化为内能）.

其次，从做功角度来看，机械能守恒是只允许系统内的重力或弹力做功，其中，对弹力而言，一方面，需分清是系统内、还是系统外的弹力，如系统外的弹力做功，则系统机械能是不守恒的（如例1中的滑块A机械能不守恒）；另一方面，即使弹力仅存在于系统内，也要注意弹力做功是否有对应系统弹性势能的变化，如没有的话，系统机械能也是不守恒的（如例2）.

第三，从能量转化角度来看，机械能守恒是只允许系统内的重力势能、弹性势能、动能发生相互转化，不允许其它能参与转化的.

机械能守恒定律教案范文第13篇

本文介绍借助单摆和平抛运动动去验证机械能守恒。

一、机械能守恒简介

1.机械能守恒的条件：只有重力或者是弹力做功。

2.机械能守恒的三个表达式（没有弹性势能参与时）

假设系统内有两个对象，则对象1机械能的减小量等于对象2机械能的增加量。

二、用单摆验证机械能守恒实验

1.实验原理

2.实验简介

首先接通电源等B处的电热丝达到一定温度后，将单摆从最点B拉到某一位置A处，从静止开始释放小球，单摆从A向B运动，当运动到B点时悬挂小球的细线在此处被通电的电热丝烧断，水平向外飞出做平抛运动，落到铺有复写纸的地面上C点，然后分别测量出小球从A运动到C的过程中下落的高度h1、小球做平抛运动的高度h2，和远度x2。重重复刚才步骤，多做几次，并分别记录数据。

3.实验数据记录与处理

（1）下落高度的测量

得用刻度尺测量出小从A点运动到B点是下落的高度h1。

（2）速度的测量

小球运动到最低B点时线刚好被烧断，小球从B点开始做平抛运动，在地上铺上白纸与复写纸，记录下小球落到地上时的置C，然后测用重垂线找到小球在B点是在地面的投影点D，并利用刻度尺测量出B点距地面的高度h2与B点离C点距离x2，为减小实验的误差应多次实验反复测量h2与x2的值，并求出平均值这样可以减少偶然误差，提高实验准确程度，然后运动平抛运动的规律可知小球运动到B点时的瞬时速度为：

h2=■gt2 （1）

x2=vBt （2）

由（1）（2）式可知小球运动到B点时的瞬时速度为：

vB=x2■

4.实验结果

由实验原理化简可得：h1=0.25x22/h2，

通过测量h1，x2，h2，代入上式，是否近似等，如果相等机械能守恒，则验证完成。

5.实验分析

要验证机械能守恒，设计的实验的过程机械能首先要守恒，通过分析两个阶段小球只有重力做功，机械能是守恒的。因此本实验的设计符合要求。

误差分析：

①偶然误差：用刻度尺测量三个长度，由于估读，引入偶然误差，采用多次测量求平均值的方法减少该误差。

②系统误差：测量过程中测量仪器精度会引入系统误差，减少系统误差的方法可能根据测量的需要，选择合适的测量仪器。

小球的选择也会引入误差，因为小球在运动中受周围空气的影响，会损失少量的机械能，为减少误差，可以选择密度较大、体积较小的小球。

三、本实验在教学中的意义和应用

本实验装置简单便于实现，也有许多可以改进的地方，学生在课外探究时有很大的空间，同时可巩固平抛运动，一举两得。

本实验也与素质教育理理念不谋而合，素质教育注重以人为本。本实验装置对传统实验中的不足做了合理的补充，注重了培养学生的动手能力，通过本实验的设计，培养了学生科学严谨性及科学探究精神，强调了以学生为主的人本主义精神，可以充分调动学生学习的积极性，激发学生的学习欲望与创新能力，使学生知道，课本上给出的并不是唯一的答案，我们可以在课本基础上，根据所学的知识，去设计更加巧妙与合理的实验，这也是新课改下新课标教材理念之一。

四、本实验的不足之处与改进方法

1.单摆无论用什么方法使线断掉，都会损失一小部分机械能，每次在实验，必须保证小球从同一位置静止释放，小球的位置是根据眼睛大致做出判断，这样会因此而引入较大的误差。

2.小球摆到最低点要保证从水平飞出，实际操作中最低点B往往不是太准确。

3.每次要重新更换单摆上的细线比较麻烦，并且不能保证更换后单摆的摆长每次都相等，从而人为的引入实验的误差。

4.用电热丝去烧断细线必须达到一定的温度，这样在学生操作过程中不注意的话可能会烫伤学生。

根据以上出现的问题，我觉得应从如下几点进行改进：

1.不用单摆，只用小球，这样可以省去电热丝部分，实验装置更加紧凑，也避免了烫伤学生的隐患和更换摆线的麻烦。

机械能守恒定律教案范文第14篇

维

目

标知识与技能

1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度.

2.掌握验证机械能守恒定律的实验原理.

过程与方法

通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法.

情感、态度与价值观

通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观.培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度.教学

重点掌握验证机械能守恒定律的实验原理。教学

难点验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。教学

仪器打点计时器、重锤、纸带、铁架台、交流电源、铁架台和铁夹、刻度尺、导学案教学

方法启发式教学+问题式教学课时 1课时教学

设想预习导学案教师引导学生进行实验原理分析实验探究归纳与总结学生自评、互评、师评（课堂上通过小组合作、互动、展示和点评加深对本节知识的理解达成目标）教 学 过 程师 生 互 动备注【环节一】 展示学生预习成果（投影及表达）

1.本实验的目的是什么？什么是机械能守恒，其条件是什么？你认为要完成这个实验需要哪些实验器材？

2.要完成本实验，应该测量的量有哪些？如何测量这些量？

3.实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？

4.你认为实验时应该注意哪些问题？

5.在预习实验的过程中你存在哪些困惑？

【环节二】进行新课

一、实验目的：验证机械能守恒定律

二、实验原理：1.推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。

在图1中，质量为m的物体从O点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点A和B的机械能分别为：图1

EA=12mv2A+mghA， EB=12mv2B+mghB

如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有

EA=EB，即12mv2A+mghA=12mv2B+mghB

上式亦可写成12mv2B-12mv2A=mghA-mghB

该式左边表示物体由A到B过程中动能的增加，右边表示物体由A到B过程中重力势能的减少。等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始下落的O点至任意一点（如图1中A点）来进行研究，这时应有：12mv2A=mgh――本实验要验证的表达式，式中h是物体从O点下落至A点的高度，vA是物体在A点的瞬时速度。

2.如何求出A点的瞬时速度vA？

根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A点的瞬时速度vA。学生自主完成实验预习，提高学生自我学习的能力。教师在课堂上找学生展示学案并回答相关问题，培养学生的阅读、总结表达能力.续上表

师 生 互 动备注 图2是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从O点开始依次取点1，2，3，……图中s1，s2，s3，……分别为0～2点，1～3点，2～4点…… 各段间的距离。

图2根据公式=st，t=2×0.02 s，可求出各段的平均速度。这些平均速度就等于是1，2，3，……各点相对应的瞬时速度v1，v2，v3，…….例如：

量出0～2点间距离s1，则在这段时间里的平均速度1=s1t，这就是点1处的瞬时速度v1。依次类推可求出点2，3，……处的瞬时速度v2，v3，……。

3.如何确定重物下落的高度？

（引导：图2中h1，h2，h3，……分别为纸带从O点下落的高度。）

根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能，从而验证机械能守恒定律。

三、实验仪器：打点计时器、重锤、纸带、铁架台、交流电源、铁架台和铁夹、刻度尺

四、探讨实验步骤，进行实验，收集数据

在学生开始做实验之前，老师应强调如下几个问题：

1.该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是第一点O为计时起点，O点的速度应为零。怎样判别呢？

2.是否需要测量重物的质量？

3.实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？为什么？

4.测量下落高度时，某同学认为都必须从起始点算起，不能弄错。他的看法正确吗？为了减小测量 h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？

学生活动：思考老师的问题，讨论、交流。

1.因为打点计时器每隔0.02 s打点一次，在最初的0.02 s内物体下落距离应为0.002 m，所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2 mm 的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔 t =0.02 s.

2.因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量 m，而只需验证12v2n=ghn就行了。

3.必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。

4.这个同学的看法是正确的。为了减小测量 h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好。

学生进行分组实验。（学生讨论实验的步骤，教师巡回指导）

1.把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生电源和打点计时器接好.

2.把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近.

3.接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重锤自由下落，打点计时器应该在纸带上打出一系列的点.

4.重复上一步的过程，打三到五条纸带.

5.选择一条点迹清晰且第1、2点间距离接近2 mm的纸带，在起始点标上0，以后各点依次为1、2、3……用刻度尺测量对应下落的高度h1/h2/h3，……记人表格中.

6.用公式vn=hn+1+hn-1/2t，计算出各点的瞬时速度v1/v2/v3……并记录在表格中.

7.计算各点的重力势能的减少量mgh。和动能的增加量1/2mv2n，并进行比较.看是否相等，将数值填入表格内.

学生根据老师提出的问题，思考并回答

学生分组实验，并处理数据，教师利用实物投影仪展示几组数据，并进行点评.

续上表

师 生 互 动备注

各计数点123456下落高度速度势能动能五、 归纳总结

1.实验结论：在实验误差允许的范围内，重锤减少的重力势能等于增加的动能，所以，总的机械能守恒。

2.误差分析：由于阻力（空气阻力、纸带阻力）存在的，故mgh2

【环节三】 学生交流及评价（学生填写自评、互评表）

考查项目考查要素等级标准自评互评师评行

为

习

惯实验预习A：实验课前自主预习，独立完成实验报告预习部分。

B：对实验有预习，但未完成预习报告。

C：未预习；课前忙于应付检查而抄袭；不带书及必要的实验测量工具实验纪律A：按时进班，不迟到不早退，能自觉遵守实验室纪律

B：基本能保证实验课纪律

C：不做实验，做与实验课无关的事；睡觉，看课外书；说闲话实验技能实验内容（多选）A.能写出实验目的和原理并选出实验器材

B.能正确安装实验仪器（装置竖直、稳定）

C.能正确提起纸带，先开电源后释放纸带

D.所打纸带上点痕清晰无歪斜

E.挑选出纸带进行研究（记下第一个点的位置O，选取五个较方便的点，量出各点到O点的距离，计算出各点的速度，验证机械能守恒）

F.把实验数据填入自己设计的表格进行计算、比较

G.能正确得出结论

H.进行误差分析实验反思A：完成实验后，有体会，有感悟，有创新，有反思，能完成实验报告中的练习题

B：基本完成实验报告中的练习题

C：不能完成实验报告中的练习题实验素养主动与合作A：主动实验，主动发现问题，主动与同组实验者探究问题，解决问题；团队合作意识强烈

B：有合作精神，能团结同学。

C：被动接受，缺乏独立思考，团队合作意识薄弱。实事求是A：能完整记录实验数据，实事求是

B：实验不完整，拼凑实验数据。

C：无数据或编造数据教师指导学生观察表格中的数据，减少的重力势能并不是严格地等于增加的动能，而是稍大于增加的动能，让学生思考其中的原因，并总结归纳.

重视反映学生发展状况的过程性评价，实现评价目标多元化、评价手段多样化布置作业1.完成实验报告、自评互评表；

2.教材“问题与练习”第1、2题上作业本。续上表

板书设计 实验：验证机械能守恒定律

一、实验目的： 四、实验步骤：

二、实验原理： 五、数据处理及分析

三、实验所需仪器： 六、实验结论：教师课

后反思 本实验属验证性学生实验，实验目的是利用重物的自由下落验证机械能守恒定律，要掌握实验方法和技巧、实验数据的采集与处理，分析实验误差，从而不仅从理论上了解机械能守恒定律，而且通过实际观测从感性上增加认识，深化对机械能守恒定律的理解。

本节课打破实验课的常规方法，采用突出学生自评、互评、教师评价的方法取得了较好的效果。

1.学生对实验重要性和地位的认识提高，参与实验的自觉性和积极性都提高

机械能守恒定律教案范文第15篇

关键词：高中物理；问题设计；有效性；探究性；层次性

著名教育家陶行知先生说：“发明千千万，起点是一问。禽兽不如人，过在不会问。智者问得巧，愚者问得笨”。近代英国科学哲学家K．R．波普尔说：“科学只能从问题开始”，“科学知识的增长永远始于问题，终于问题。”随着课堂改革的进一步深入，学生的自学能力的培养显得尤为重要，而课堂上问题设计的有效性是学生在物理课堂掌握知识，提高能力重要途径，同时也是能提高课堂效益，激发学生兴趣的重要手段，问题设计的好，可以起到“一石激起千层浪”之效果。然而实际教学中问题设计存在着诸多问题，比如：所设计的问题与课堂教学的重点、难点距离较远，提问随意性大，东拉西扯，偏离了主题；设计了某个概念“是不是”、“对不对”等一类毫无启发性的问题，看似提问，实际上是“灌输”式的无效问题；问题设计没有层次性，对较难的问题没能铺设好台阶，学生回答不出；问题设计表达不言简意赅，有时不知所云，让学生摸不着头脑，也就无法回答；设计出的问题不具备灵活应变，层层深入，循序诱导的效果

那么怎样进行有效的课堂问题设计呢？

一、问题设计应紧扣主题，抓住重、难点

在设计课堂问题时，教师既要做到胸中有教材，又要做到心中有学生；既要考虑知识传授的严谨性，又要考虑学生活动的趣味性；既要注意优等生的能力发展，又要照顾后进生的接受能力。这样精心设计课堂问题，是有效的，能突破教学的重点难点，全面落实三维目标，能让学生在兴趣上得到发展，思想上受到教育，情感上得到熏陶，思维上受到启迪，能力上得到提高。相反没有一个全局观念，只重视备教材，而没能静下心来认真备学生，所提问题对学生的能力培养不够，学生在学习过程中缺少主动性思维而变成知识的被动接受者，教学效果就会不理想。因此，在物理教学设计中，特别要重视挖掘教材联系生活，问题的提出要紧扣教材，充分体现教学目标；同时也要结合学生实际，实际问题要重点、难点突出；教师通过挖掘教材，以问题为契机，精心设计，释疑解惑，帮助学生完成学习目标。例如，学过楞次定律后，研究铝管中磁性小球的下落规律，把两只外形完全相同的小球分别从竖直放置的铝管上端放下，一只小球很快地从下端掉出，而另一只球要等数秒后才从下端管口落出，根据这一实验结果，对学生提出以下问题供学生探究：（1）你猜一猜出现这种奇怪现象的原因是什么？（2）请分析小球进入铝管后运动状态的变化过程，能否建立一种物理模型？（3）能否用实验来验证假设？你提出的实验方案是什么？需要测量哪些物理量？如何测量？（4）若就此课题进行研究，你将提出和论述哪些问题？需要进一步做哪些实验？这样的设计比单纯的从理论分析的角度更能让学生接受，关键是让学生亲身参与探索实践活动，并获得对新知识的积极的情感体验，以及提高自主探索、合作交流的能力，学生的动手能力，分析、判断、推理、论证的能力得到进一步的培养的同时，也解决了这部分知识教学的重点和难点。

二、问题设计应具有探究性

高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探究，勇于实践，勤于思考。通过多样的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养科学探究能力，使其逐步形成科学态度、科学精神，从而提高学生的科学素养。为了实现上述课程理念，探究性教学是一种有效的教学方式，如何开展探究性教学，培养学生科学精神、科学方法，已成为当前教学改革需深入研究的重要内容。

在探究守恒量的教学中笔者是这样设计的将小钢球用细线悬挂一端固定在的小黑板上部，让小球摆动，通过实验发现，小球可以摆到跟释放点等高处，再用一钉子固定在小黑板上某点挡住细线，再观察，发现仍等高。

引导学生讨论探究摆动中能量是如何转换的？能量转化有何特点？实验1和实验2中小球在摆动过程中通过重力做功，势能与动能互相转换：

重力做正功，重力势能减少，动能增加；

重力做负功，重力势能增加，动能减少。

小球摆动过程中总能回到原来高度，好像“记得”自己原来的高度，说明在摆动过程中有一个物理量是保持不变的，是什么呢？

得出结论：重力势能与动能的总和保持不变，也就是机械能保持不变。

通过启发性的诱导，让学生找到该过程中的守恒量即为机械能保持不变，为机械能守恒定律的得出做好铺垫。

三、问题设计应具有层次性

要上好一节物理课，单靠一两个提问是不够的，它需要教师从整节课内容出发，设计一组有计划、有步骤的系统化的提问，由易到难，层层深入，一环扣一环地问，逐步引导学生去突破难点。讨论电荷在电场中运动电势能的变化，可先问电荷的电性，学生非常容易回答，接着让学生判断其受力方向，说出它的位移方向。在此基础上判断力做什么功，最后确定电势能的变化，这样一组从易到难，环环相扣的设问，使学生对本节重点难点的内容更容易理解。要善于运用探询的方法帮助学生更深入地思考，给出更完整的答案，要运用追问、解释等帮助学生回答，最终达到满意的效果。

笔者在机械能守恒定律应用的教学中设计了下列两个例题：

例1：单个物体在运动过程中的机械能守恒问题。

小球沿光滑斜轨道由静止开始滑下，并进入在竖直平面内的离心轨道运动，如图所示，为保持小球能够通过离心轨道最高点而不落下，求小球至少应从多高处开始滑下？已知离心圆轨道半径为R，不计各处摩擦。

问题：①小球能够在离心轨道内完成完整的圆周运动，对小球通过圆轨道最高点的速度有何要求？

②从小球沿斜轨道滑下，到小球在离心轨道内运动的过程中，小球的机械能是否守恒？

③如何应用机械能守恒定律解决这一问题？如何选取物体运动的初、末状态？

明确：①小球能够通过圆轨道最高点，要求小球在最高点必须具有一定速度，即此时小球运动所需向心力，恰好等于小球所受重力；

②运动中小球的机械能守恒；

③选小球开始下滑为初状态，通过离心轨道最高点为末状态，研究小球这一运动过程。

分析：取离心轨道最低点所在平面为参考平面，开始时小球具有的机械能E1=mgh。通过离心轨道最高点时，小球速度为v，此时小球的机械能为 根据机械能守恒定律E1=E2，有 小球能够通过离心轨道最高点，应满足由以上两式解得h≥5R/2

小球从h≥5R/2的高度由静止开始滚下，可以在离心圆轨道内完成完整的圆周运动。

进一步说明：在中学阶段，由于数学工具的限制，我们无法应用牛顿运动定律解决小球在离心圆轨道内的运动。但应用机械能守恒定律，可以很简单地解决这类问题。

例2：连接体中的机械能守恒问题

如图所示，物体A、B用绳子连接穿过定滑轮，已知mA=2mB， 绳子的质量不计，忽略一切摩擦，此时物体A、B距地面高度均为H，释放A，求当物体A刚到达地面时的速度多大（设物体B到滑轮的距离H）？

问题：①绳子对A 和 B的拉力有何关系？

②拉力对A 和 B做功有何关系？A物体机械能守

恒吗？B呢？

③把A 和 B作为整体，机械能守恒吗？找出机械能守恒定律关系。

明确：①同一根绳上的拉力相同，对A和B拉力做功总和为零。

②运动中A和B构成的系统机械能守恒；

③选A和B开始下滑为初状态，A刚到达地面时为末状态，研究系统这一运动过程。

进一步要求从简单的一个物体的机械能守恒过度到连接体问题的机械能守恒，来解决复杂的计算。

这样层层分解，让学生由浅入深，步步深入地了解机械能定律的解题方法，从而分散难点，达到水到渠成的效果。

四、问题设计应具有拓展和延伸性

课时有尽而课堂无穷，问题有穷而思考无限。教学不仅要让学生学会解决问题，掌握方法，更重要的是培养学生发现问题和提出问题的能力，把问题拓展和延伸到更深层次。这样才能激发学生的主观能动性和创造性，开发学生的潜能，培养学生的创造性思维，发展学生的观察力和独创性，提高学生的创造能力、实践能力和自学能力，引导学生内化教育动力并促进自主发展。

在闭合电路欧姆定律的教学中，设计了下面的一个例题：

这道例题为我们提供了一种测量电源的电动势E和内阻r的方法。我们可以拓展延伸思考：若给你一个电压表、一个电阻箱、导线若干、开关，如何测一节干电池的电动势和内阻？若给你一个电压表和一个电流表呢

通过适当的拓展和延伸，充分挖掘学生的学习潜力，让不同的学生在原有知识基础上不断拓展。

以上是笔者对课堂问题设计有效性的一点思考和认识，对于课堂问题设计应该根据学情，设计出符合本节课的具体问题，这样才能帮助学生捕捉思维灵感，进而梳理教材重、难点，使学生通过问题的解决学习物理知识，真正的提高课堂效益。

参考文献：