作为一位兢兢业业的人民教师，常常需要准备教案，教案是教学活动的依据，有着重要的地位。教案应该怎么写才好呢？下面是高考家长帮为朋友们精心整编的机械能守恒定律【优秀7篇】，希望能够对大家的写作有一点启发。

机械能守恒定律 篇一

教师首先对动能、势能和机械能等概念进行简单的复习，承上启下，为本节课做了必要的知识准备。紧接着演示钟摆的摆动，一方面提供了动能、势能相互转化的情景(初中物理要强调情景，高中物理也不能轻视情景的作用)，另一方面提出了机械能总和如何变化这个紧扣本课主题的问题。对这个问题的讨论，教师先是从直线运动出发，应用动能定理进行详细、深入的推导，接着扩展到曲线运动，从实验上进行了验证，从而较为严密又完整地得出了机械能守恒定律。对机械能守恒定律的条件的认识，则从物体只受1个重力到除了重力以外还受多个力的情况，展开一层又一层的分析，还从实验上作了反证。教学设计突破了教材原有的框架，思路清晰、自然，不显得突兀。（教材本来就只是给教师提供一种最基本也是最简洁的模板。具体的教学过程需要教师去填充、去创造）。实验的设计也有创意。如：为了说明有了空气阻力后机械能不再守恒，就用泡沫塑料球做成一个摆进行演示，效果明显，说服力很强。教学过程中“机械能守恒及其条件”这一重点显得十分突出。新授—应用—小结，程序完整。

在教学中教师对演示实验装置的说明、观察过程的提示也十分到位。反映出教师对实验的准备也十分细致、充分，而不马马虎虎、随便应付。

教师的讲解较为形象、生动，语言的表达准确、简洁。提问和随堂小实验较多，学生参与思考、参与观察的机会较多，学生学习的兴趣较浓，课堂气氛较活跃。科学探究的大多数要素在这节课中得到了较为自然的体现。板书尚可。

从后面让学生对几道判断机械能是否守恒的基本性题目中可以看出，这节课的教学效果是比较好的。

当然，毕竟是青年教师，不足之处也在所难免：写势能表达式时，未先提示零势能面在何处；“守恒”这一关键的名词作为高中物理中第一次出现，未作必要的解释；在一道例题的讲解中，对系统还是单个物体未作说明。这实际上也反映出，对一些很平常但又是很关键的问题学生经常要疏忽，而我们教师往往也不太在意。师生间在学习过程中存在着一些“通病”。这再一次提醒我们，教学要研究“教”，但也要研究“学”，甚至于应该更偏重于研究“学”。

附：教案

机械能守恒定律

一。 教学目的：

1 从机械能守恒的理论推导过程中理解机械能守恒的内容；

2 能在具体问题中判断机械能是否守恒；

二。 教学重点：

1. 在理论推导、分析、比较实际问题角度理解机械能守恒定律的内容；

2. 在分析比较中得到机械能守恒的条件；

三。 教学难点：

能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒；

四。 教学方法：

1. 关于机械能守恒定律的得出，采用师生共同演绎推导和实验的方法，明确该定律的数学表达式的来龙去脉及含义；

2. 通过实验与实际例子，学生在对比中总结机械能守恒的条件，并加以应用掌握。

五。 教学用具：

单摆小球两个（一个小刚球、一个泡沫球）、针、投影片若干。

六。 教学过程：

1 复习引入：

本章中我们学习了那些形式的能？

（学生）动能：物体由于运动而具有的能量，与M、V有关；

重力势能：物体由于被举高而具有的能量，与M、H有关；

弹性势能：物体由于形变而具有的能量，与形变程度有关；

总结：（1）将动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。

动能的变化、重力势能的变化多少等于什么呢？

（学生）动能定理：W合=EK2—EK1；

重力势能的变化等于重力所做的功：WG=EP1—EP2；

过渡：在讨论了动能及变化和重力势能及变化后，那么有动能与重力势能间有无什么联系呢？

2 新课教学：

（1） 动能与重力势能间相互转化：

分析下列问题中的动能和重力势能；

举例：自由下落的粉笔

（学生）：由于粉笔的高度越来越小，速度越来越大，高度减小说明重力势能在减小，速度增大说明动能在增加，下落过程中重力势能在向动能转化；

举例：向上抛出的物体在空中运动过程；

（学生）：上升过程，动能转化为重力势能；下落过程，重力势能转化为动能。

请学生举一些物体动能与重力势能相互转化的运动过程；

（学生）：平抛运动、摆钟的摆锤、大坝泄水发电等。学生分析这些过程中的能量转化。

过渡：通过上述的分析，动能和重力势能间可以相互转化，但对于动能和重力势能的总和即机械能有何变化呢？下面我们通过最简单的自由落体运动来进行研究。

（2） 机械能守恒的理论推导：

例：一个质量为M的物体自由下落，在下落过程中任意选取两个位置A、B。当物体经过任意位置A（距地面高为h1）时的速度为V1，经过任意位置B（距地面高为h2）时的速度为V2，试写出物体在A、B处的机械能。

(学生)：定义地面为零势能参考平面

物体在A点的机械能：

（1/2）M V12+Mgh1

物体在B点的机械能：

（1/2）M V22+Mgh2

引导：下面我们一起来研究在下落过程中任意两个位置A、B的机械能的关系；

物体在A处的机械能包含了在A处的动能和重力势能，B处的机械能包含了在B处的动能和重力势能，从A到B动能发生了变化；重力势能发生了变化，所以A、B两点处的机械能就是两点的动能关系，重力势能关系。

（学生）关于动能变化：

W合=WG=（1/2）M V22—（1/2）M V12

关于重力势能的变化：

WG= Mgh1— Mgh2

上述两式相等，故：

（1/2）M V22—（1/2）M V12= Mgh1— Mgh2

A、B两点处的机械能的关系是什么？

（1/2）M V22 + Mgh2=（1/2）M V12+ Mgh1

即： EK2 + EP2 = EK1 + EP1

（在任选位置B处的动能）（任选B处的重力势能）（任选A处的动能）（任选A处的重力势能）

结论：在下落的任意两个位置处的机械能都是相等的，说明在下落过程中机械能守恒。

（3）、机械能守恒的条件：

是否只有在自由落体运动中才会机械能守恒？

实验：

现象1：刚性小球从A处无初速释放后，自由摆动到B点，B点与A点同高。若取摆动中的最低点为零势能参考平面，则A点处的机械能为EA=EKA+EPA=0+Mgh,B点的机械能为EB=EKB+EPB=0+Mgh，故摆到B点的机械能仍旧等于A处的机械能EA=EB，说明机械能在摆动的过程中没有发生变化，机械能守恒。

现象2：刚性小球在摆动中细线受到钉子的阻挡，小球虽不能摆到B点，但仍旧能摆到同样的高度，说明小球在摆动中机械能守恒。

结论：（1）在摆动过程中的任意两点机械能都守恒：0+EPA=0+EPB=Mghc+(1/2)mv2

(2)不仅是直线运动过程中机械能可以守恒，曲线运动机械能也可以守恒。

那么什么情况下机械能能守恒呢？

现在我们改用泡沫小球重复刚才的实验，请同学们注意观察实验现象；

（学生）：小球从A处无初速释放后摆到最右端B点，很明显小球在B点处的机械能小于开始时的机械能，说明在摆动的过程中机械能不守恒。

能否通过比较此次实验与刚才的实验找出不守恒的原因？何时机械能能守恒？

（学生）：由于此次实验中的空气阻力不可忽略。

（学生）：以此提出一个机械能守恒的条件：当不受阻力时机械能会守恒。

进行比较三种运动中的受力情况，判断机械能守恒是否与受力有关。

（1） 自由落体，只受重力；

（2） 刚球摆动，受重力与拉力；

（3） 泡沫球摆动，受重力、拉力与不可忽略的阻力。

（学生）：除重力以外受到拉力机械能可以守恒，若受到阻力就不守恒，说明机械能是否守恒与受力性质有关。

举例：用绳子将小球匀速往上拉升，小球动能未变，而重力势能在增加，即机械能发生变化。

反问：此时和刚球的摆动中受力一样，为何机械能却不守恒？两种情况有何不同？

（学生）：刚球摆动中的拉力始终和速度垂直，故不做功，而绳子提升小球中的拉力作了功，故而不守恒。

（学生）：不是看受哪些力，而是看除了重力以外的力是否做功，才是判断机械能是否守恒的唯一标准。

机械能守恒的条件：只有重力做功。

所谓只有重力做功是指物体只受重力，不受其他力；或者除了重力外还受其他力，但其他力不做功。

判断方法：（1）物体在运动中受哪些力；

（2）除重力外其他力是否做功

（4） 机械能守恒定律：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。

它是力学中的一条重要定律，是更普遍的能量守恒定律的一种特殊情况。

（5） 课堂练习：（练习如何判断具体问题中机械能是否守恒）

I. 跳伞运动员带着张开的降落伞在空中匀速下落；

II. 抛出的手榴弹或标枪在空中运动；

III. 物体在光滑的斜面下滑；物体在粗糙的斜面下滑；

IV. 用细绳栓着一个小球，使小球在光滑的水平棉上做匀速圆周运动；

V. 用细线栓着一个小球，使小球在竖直面内做圆周运动；

VI. 在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来。

分析运动中的动能和弹性势能的相互转化，学生阅读书本130页最后一段归纳得出类似的结论：在弹性势能和动能的相互转化中，如果只有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒。

（6）小结：

当只有重力做功的情况下（说明两种情况），物体在运动的过程中机械能守恒，即运动中的任意位置的机械能都相等。

七。 教学后记：

1、在分析练习时要把相关的图象作出，再进行分析；

2、让学生更加主动的归纳知识和结论，可能出现错误结论，可以进行引导学生分析对比修正错误观点。

高中物理《机械能守恒定律》教案 篇二

一、教学目标

1．在已经学习有关机械能概念的基础上，学习机械能守恒定律，掌握机械能守恒的条件，掌握应用机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法。

2．学习从功和能的角度分析、处理问题的方法，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。

二、重点、难点分析

1．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；能够应用机械能守恒定律解决有关问题。

2．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。

3．能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点。通过本节学习应让学生认识到，从功和能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一；同时进一步明确，在对问题作具体分析的条件下，要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题。

三、教具

演示物体在运动中动能与势能相互转化。

器材包括：麦克斯韦滚摆；单摆；弹簧振子。

四、主要教学过程

（一）引入新课

结合复习引入新课。

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，下面我们观察演示实验中物体动能与势能转化的情况。

[演示实验] 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。

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，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。

提出问题：上述运动过程中，物体的机械能是否变化呢？这是我们本节要学习的'主要内容。

（二）教学过程设计

在观察演示实验的基础上，我们从理论上分析物理动能与势能相互转化的情况。先考虑只有重力对物体做功的理想情况。

1．只有重力对物体做功时物体的机械能

问题：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化（引导学生思考分析）。

分析：根据动能定理，有

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

引导学生分析上面式子所反映的物理意义，并小结：下落过程中，物体重力势能转化为动能，此过程中物体的机械能总量不变。

指出问题：上述结论是否具有普遍意义呢？作为课后作业，请同学们课后进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况。

明确：可以证明，在只有重力做功的情况下，物体动能和势能可以相互转化，而机械能总量保持不变。

提出问题：在只有弹簧弹力做功时，物体的机械能是否变化呢？

2．弹簧和物体组成的系统的机械能

以弹簧振子为例（未讲振动，不必给出弹簧振子名称，只需讲清系统特点即可），简要分析系统势能与动能的转化。

明确：进一步定量研究可以证明，在只有弹簧弹力做功条件下，物体的动能与势能可以相互转化，物体的机械能总量不变。

综上所述，可以得到如下结论：

3．机械能守恒定律

在只有重力和弹簧弹力对物体做功的情况下，物体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。

提出问题：学习机械能守恒定律，要能应用它分析、解决问题。下面我们通过具体问题的分析来学习机械能守恒定律的应用。在具体问题分析过程中，一方面要学习应用机械能守恒定律解决问题的方法，另一方面通过问题分析加深对机械能守恒定律的理解与认识。

4．机械能守恒定律的应用

例1．在距离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g＝10m/s2，求小球落地速度大小。

引导学生思考分析，提出问题：

（1）前面学习过应用运动合成与分解的方法处理平抛运动，现在能否应用机械能守恒定律解决这类问题？

（2）小球抛出后至落地之前的运动过程中，是否满足机械能守恒的条件？如何应用机械能守恒定律解决问题？

归纳学生分析的结果，明确：

（1）小球下落过程中，只有重力对小球做功，满足机械能守恒条件，可以用机械能守恒定律求解；

（2）应用机械能守恒定律时，应明确所选取的运动过程，明确初、末状态小球所具有的机械能。

例题求解过程：

取地面为参考平面，抛出时小球具有的重力势能Ep1＝mgh，动能

落地时小球的速度大小为

提出问题：请考虑用机械能守恒定律解决问题与用运动合成解决问题的差异是什么？

例2．小球沿光滑的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来，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。

提出问题，引导学生思考分析：

（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？

归纳学生分析的结果，明确：

（1）小球能够通过圆轨道最高点，要求小球在最高点具有一定速度，即此时小球运动所需要的向心力，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。

例题求解过程：

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

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3．长l＝80cm的细绳上端固定，下端系一个质量 m＝100g的小球。将小球拉起至细绳与竖直方向成60°角的位置，然后无初速释放。不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力多大？取g＝10m/s2。

提出问题，引导学生分析思考：

（1）释放后小球做何运动？通过最低点时，绳对小球的拉力是否等于小球的重力？

（2）能否应用机械能守恒定律求出小球通过最低点时的速度？

归纳学生分析结果，明确：

（1）小球做圆周运动，通过最低点时，绳的拉力大于小球的重力，此二力的合力等于小球在最低点时所需向心力；

（2）绳对小球的拉力不对小球做功，运动中只有重力对球做功，小球机械能守恒。

例题求解过程：

小球运动过程中，重力势能的变化量ΔEp＝-mgh＝-mgl（1-cos60°），

在最低点时绳对小球的拉力大小为

提出问题：通过以上各例题，总结应用机械能守恒定律解决问题的基本方法。

归纳学生的分析，作课堂小结。

五、小结

1．在只有重力做功的过程中，物体的机械能总量不变。通过例题分析要加深对机械能守恒定律的理解。

2．应用机械能守恒定律解决问题时，应首先分析物体运动过程中是否满足机械能守恒条件，其次要正确选择所研究的物理过程，正确写出初、末状态物体的机械能表达式。

3．从功和能的角度分析、解决问题，是物理学研究的重要方法和途径。通过本节内容的学习，逐步培养用功和能的观点分析解决物理问题的能力。

4．应用功和能的观点分析处理的问题往往具有一定的综合性，例如与圆周运动或动量知识相结合，要注意将所学知识融汇贯通，综合应用，提高综合运用知识解决问题的能力。

六、说明

势能是相互作用的物体系统所共有的，同样，机械能也应是物体系统所共有的。在中学物理教学中，不必过份强调这点，平时我们所说物体的机械能，可以理解为是对物体系统所具有的机械能的一种简便而通俗的说法。

机械能守恒定律 篇三

学习目标：

1、学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。

2、进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。

学习重点：

1、验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。

2、验证机械能守恒定律实验的注意事项。

学习难点：

验证机械能守恒定律实验的注意事项。

主要内容：

一、实验原理

物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m，借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v；进而求得重力势能的减少量│△Ep│=mgh和动能的增加量△EK=1/2mv2；比较│△Ep│和△EK，若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。

测定第n点的瞬时速度vn：依据"物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度"，用公式vn=（hn+1—hn—1）/2T计算（T为打下相邻两点的时间间隔）。

二、实验器材

电火花计时器（或电磁打点计时器），交流电源，纸带（复写纸片），重物（带纸带夹子），导线，刻度尺，铁架台（带夹子）。

三、实验步骤

（1）按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上（电火花计时器要接到220V交流电源上，电磁打点计时器要接到4V~6V的交流低压电源上）。

（2）将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。

（3）接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。

（4）换几条纸带，重做上面的实验。

（5）从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量。

（6）在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置0（或A），再任意选取几个点1、2、3（或B、C、D）等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。

（7）用公式vn=（hn+1—hn—1）/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。

（8）计算出各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2的值，进行比较，得出结论。

四、实验记录

五、实验结论

在只有重力做功的情况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。

六、实验注意事项

（1）计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要牢固、稳定。重物下落时它不振动；放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同，以减小纸带运动时与限位孔的摩擦（可用手提住固定好重物的纸带上端，上下拉动纸带，寻找一个手感阻力最小的位置）。

（2）打点前的纸带必须平直，不要卷曲，否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上，从而增大了阻力，导致实验误差过大。

（3）接通电源前，提纸带的手必须拿稳纸带，并使纸带保持竖直，然后接通电源，待计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落，以保证第一个点迹是一个清晰的小点。

（4）对重物的要求：选用密度大、质量大些的物体，以减小运动中阻力的影响（使重力远大于阻力）。

（5）纸带的挑选：应挑选第一、二两点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量。这是因为：本实验的前提是在重物做自由落体运动的情况下，通过研究重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的，故应保证纸带（重物）是在打第一个点的瞬间开始下落。计时器每隔0.02s打一次点，做自由落体运动的物体在最初0.02s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002m=2mm，所以若纸带第一、二两点间的距离接近2mm，就意味着重物是在打第一个点时的瞬间开始下落的，从而满足本次实验的前提条件（打第一个点物体的初速度为零，开始做自由落体运动）。

（6）测量下落高度时，必须从起点o量起。为了减小测量^的相对误差，选取的计数点要离0点适当远些（纸带也不宜过长，其有效长度可在60cm~80cm以内）。

（7）本实验并不需要知道重力势能减少量和动能增加量的具体数值，只要对mgh与1/2mv2进行比较（实际上只要验证1/2v2=gh即可）以达到验证机械能守恒的目的，所以不必测出重物的质量。

七、误差分析

（1）做好本实验的关键是尽量减小重物下落过程中的阻力，但阻力不可能完全消除。本实验中，误差的主要来源是纸带摩擦和空气阻力。由于重物及纸带在下落中要不断地克服阻力做功，因此物体动能的增加量必稍小于重力势能的减少量，这是系统误差。减小系统误差的方法有选用密度大的实心重物，重物下落前纸带应保持竖直，选用电火花计时器等。

（2）由于测量长度会造成误差，属偶然误差，减少办法一是测距离都应从起点0量起，下落高度h适当大些（过小，h不易测准确；过大，阻力影响造成的误差大），二是多测几次取平均值。

机械能守恒定律 篇四

本节教材分析

本节重点介绍机械能守恒定律的应用，要求学生知道应用机械能守恒定律解题的步骤以及用这个定律处理问题的优缺点，并会用机械能守恒定律解决简单的问题。另外，在本节中要学会据题设条件提供的具体情况， 选择不同的方法，用机械能守恒定律以及学过的动量定理、动能定理、动量守恒定律等结合解决综合问题。

教学目标

一、知识目标

1.知道应用机械能守恒定律解题的步骤。

2.明确应用机械能守恒定律分析问题的注意点。

3.理解用机械能守恒定律和动能定理、动量守恒定律综合解题的方法。

二、能力目标

1.针对具体的物理现象和问题，正确应用机械能守恒定律。

2.掌握解决力学问题的思维程序，学会解决力学综合问题的方法。

三、德育目标

1.通过解决实际问题，培养认真仔细有序的分析习惯。

2.具体问题具体分析，提高思维的客观性和准确性。

教学重点

机械能守恒定律的应用。

教学难点

判断被研究对象在经历的研究过程中机械能是否守恒，在应用时要找准始末状态的机械能。

教学方法

1.自学讨论，总结得到机械能守恒定律的解题方法和步骤；

2.通过分析典型例题，掌握用机械能守恒定律、动能定律、动量守恒定律解决力学问题。

教学用具

自制的投影片、cai课件

教学过程

出示本节课的学习目标：

1.会用机械能守恒定律解决简单的问题。

2.知道应用机械能守恒定律解题的步骤以及用该定律解题的优点。

3.会用机械能守恒定律以及与学过的动量定理、动能定理、动量守恒定律等结合解决综合问题。

学习目标完成过程：

一、导入新课

1.用投影片出示复习思考题：

①机械能守恒定律的内容是什么？

②机械能守恒定律的数学表达形式是什么？

2.学生答：

①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；在只有弹力做功的情形下，物体的动能和弹性势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。

②机械能守恒定律数学表达式有两种：

第一种：  －  =  －  即动能的增加量等于重力势能的减小量

第二种：  +  =  +  即半初态的机械能等于初动态的机械能。

3.引入：本节课我们来学习机械能守恒定律的应用。板书：机械能守恒定律的应用

二、新课教学

1.关于机械能守恒定律解题的方法和步骤：

(1)学生阅读本节课文的例1和例2

(2)用多媒体出示思考题

①两道例题中在解题方法上有哪些相同之处？

②例1中如果要用牛顿第二定律和运动学公式求解，该如何求解？

③你认为两种解法解例1，哪种方法简单？为什么？

(3)学生阅读结束后，解答上述思考题：

学生答：课文上的两道例题的解题方法上的相同之处有：

a:首先确定研究对象：例1中以下滑的物体作为研究对象；例2中以小球作为研究对象

b:对研究对象进行受力分析：

例1中的物体受到重力和斜面的支持力，例2中的小球受到重力和悬线的拉力

c:判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件：

例1中的物体所受的支持力与物体的运动方向垂直，不做功，物体在下滑过程中只有重力做功，所以机械能守恒。

例2中的小球所受的悬线的拉力始终垂直于小球的运动方向，不做功，小球在摆动过程中 ，只有重力做功，所以小球的机械能守恒。

d:选取零势能面，写出初态和末态的机械能，列方程解答有关物理量。

(4)在实物投影仪上展示学生所做的用牛顿运动定律和运动学公式解答例1的过程：

解：物体受重力mg和斜面对物体的支持力f支，将重力mg沿平行于斜面方向和垂直于斜面

方向分解，得物体所受的合外力。

又v

∴vt＝  ＝  m/s=4.4 m/s

(5)把上述解题过程与课本上的解题过程类比，得到应用机械能守恒定律解题，可以只考虑运动的初状态和末状态，不必考虑两个状态之间的过程的细节，所以用机械能守恒定律解题，在思路和步骤上比较简单。

(6)总结并板书运用机械能守恒定律解题的方法和步骤

①明确研究对象；

②分析研究对象在运动过程中的受力情况以及各力做功的情况，判断机械能是否守恒；

③确定运动的始末状态，选取零势能面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能；

④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。

2.用机械能守恒定律求解实际问题

(1)用投影片出示问题(一)：

在课本例2中选择b点所在的水平面作为参考平面，则小球运动到最低点时的速度多大？

(2)学生解答

(3)在实物投影仪上展示学生的解答过程：

解：选择b点所在的水平面作为参考平面时：小球在b点具有的重力势能  =0,动能  ＝0，机械能e1＝&〖www.kaoyantv.com〗nbsp; +  =0

摆球到达最低点时，重力势能  ＝－mgh＝－mgl（1－cosθ）,动能  ＝  ,机械能e2＝  +  ＝  －mgl(1－cosθ)

由e2= e1=0，可得

=mg(1－cosθ)l

∴v＝

3.得到的结果与例2结果相同，说明了什么？

学生答：说明了用机械能守恒定律解题时，计算结果与参考平面的选择无关。

4用投影片出示问题(二)

①物体的质量为m，沿着光滑的轨道滑下轨道形状如图所示，与斜轨道相接的圆轨道半径为r，要使物体

沿光滑的圆轨道恰能通过最高点，物体应从离轨道最低处多高的地方由静止开始滑下？

②出示分析思考题：

a:你选什么做为研究对象？

b:对选定的研究对象而言，对它做功的力有哪几个？ 符合物体机械能守恒的条件吗？

c:物体恰能通过圆轨道最高点的条件是什么？

③师生讨论后分组得到：

a:选物体作为研究对象。

b:物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中只有重力做功，故机械能守恒。

c:物体恰好能通过最高点的条件是mg＝m

④学生书写解题过程，并在多媒体投影仪上展示解题过程：

解：物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中，只有重力做功，故机械能守恒，设物体应从离轨道最低点h高的地方开始由静止滑下，轨道的最低点处水平面为零势能面，物体在运动到圆周轨道的最高点时的速度为v，

则开始时物体的机械能为mgh，运动到圆轨道最高点时机械能为2mgr+  mv2，据机械能守恒条件有：

mgh=2mgr+  mv2

要使物体恰好通过圆轨道最高点，条件是

mg=m

联立上面两式可求出： h=2r+

5.用投影片出示问题(三)

问题：如图所示，带有光滑的半径为r的  圆弧轨道的滑块静止在光滑的水平面上，此滑块的质量为m，一只质量为m的小球由静止从a放开沿轨道下落，当小球从滑块b处水平飞出时，求下列两种情况下小球飞出的速度

a：滑块固定不动；

b:滑块可以在光滑的水平面上自由滑动。

①提出问题：

a:在本题的两问中物体和滑块运动时是否受到摩擦力的作用？

b:两问中，小球的机械能是否守恒？为什么？

c:如果不守恒，那么又该如何求解？

②学生分组讨论。

③抽查讨论结果：

学生甲：由于轨道和水平地面均光滑，所以小球和滑块在运动过程中均不受摩擦力的作用；

学生乙：在第一种情况下，小球要受到重力mg和滑块对小球的弹力的作用，且只有小球的重力做功，故小球的机械能守恒。

第二种情况下，小球下滑时，重力势能减少，同时小球和滑块的动能都增加，所以小球的机械能不守恒对于第3个问题，学生得不到正确的结果，教师可以进行讲解点拨：

在第二种情况下，小球的重力势能减小，同时小球和滑块的动能增加，据能的转化和守恒得到：小球重力势能的减小等于小球和滑块动能的增加 ，得到上述关系后，即可求解。

④用多媒体逐步展示解题过程

解：a:当滑块固定不动时，小球自滑块上的a点开始下滑的过程中，小球要受到重力mg和滑块对小球的弹力的作用，而做功的只有小球的重力，故小球的机械能守恒，设小球从b飞出时的水平速度为v,以过b处的水平面为零势能面，则小球在a、b两处的机械能分别为mgr和  .据机械能守恒定律有：mgr＝  可得到，  .

b:据机械能守恒定律可知：小球重力势能的减少等于小球和滑块动能的增加，即mgr=  +

又因为小球和滑块构成的系统在水平方向上合外力为零，故系统在水平方向上动量也守恒，以小球飞出时速度v1的方向为正方向：

据动量守恒定律有：mv1－mv2＝0

解上面两式得出：v1＝      即：此时小球飞出的速度大小为

⑤师问：同学们，本题中的第1问还有其他求解方法吗？

学生充分讨论后，抽查解答。

学生答：还可以用动能定理求解：

小球从a到b下滑的过程中，小球的重力做的功mgr也就是小球的合外力的功(轨道对小球的弹力不做功)，因而利用动能定理也可以建立方程：mgr=  －0，解出v=  .

⑥教师总结：能用机械能守恒定律解的题一般都能用动能定理解决。而且省去了确定是否守恒和选定零势能面的麻烦，反过来，能用动能定理来解决的题却不一定都能用机械能守恒定律来解决，在这个意义上讲，动能定理比机械能守恒定律应用更广泛更普遍。

三、巩固练习

1.如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球从离桌面高h处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为

a.mgh　　b.mgh　　c.mg(h+h)　　d.mg(h-h)

2.一根长为l的均匀绳索一部分放在光滑水平面上，长为   l1的另一部分自然垂在桌面下，如图所示，开始时绳索静止，释放后绳索将沿桌面滑下，求绳索刚滑离桌面时的速度

大小。

参考答案：

1.b 2.v＝

四、小结

通过本节课的学习，我们知道了：

1.应用机械能守恒定律解题的基本步骤：

①根据题意，选取研究对象(物体或相互作用的物体系)；

②分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件；

③若符合定律成立的条件，先要选取合适的零势能的参考平面，确定研究对象在运动过程的初、末状态的机械能值；

④据机械能守恒定律列方程，并代入数值求解。

2.在只有重力和弹力做功的条件下，可应用机械能守恒定律解题，也可以用动能定理解题，这两者并不矛盾，前者往往不分析过程的细节而使解答过程显得简捷，但后者的应用更具普遍性。

五、作业

1.课本 p150 练习六③④⑤

2.思考题

(1)物体在平衡力作用下运动

a.机械能一定不变

b.如果物体的势能有变化，则机械能一定有变化

c.如果物体的动能不变，则势能一定变化

d.如果物体的势能有变化，机械能不一定有变化

(2)一个人站在高h处，抛出一个质量为m的物体，物体落地时的速度为v,人对物体做的功为

a.mgh        b.mgh+  mv2    c.       d.

(3)以10 m/s的速度将质量是m的物体竖直向上抛出，若空气阻力忽略，g=10 m/s2，则①物体上升的最大高度是多少？

②上升到何处时重力势能和动能相等。

(4)如图所示：小球a用不可伸长的轻绳悬于o点，在o点的正下方有一固定的钉子b,ob=d,初始时小球a(与o同水平面)无初速释放，绳长为l，为使球能绕b点做圆周运动，试求d的取值范围。

(5)如图所示，a、b是两个质量相同的物体，用轻绳跨过定滑轮相连，先用手托住b，此时a、b的高度差为h，使b无初速释放，斜面倾角为θ，一切摩擦均不计，试求a、b运动到同一水平面上时速率是多少？

(6)如图所示，有一质量为m的静止小车，在光滑水平轨道上，小车的光滑水平面与光滑圆周导轨相切，导轨半径为r，其所在的竖直平面与小车将发生的运动平行，一质量为m的小球以某一水平速度v0进入圆周轨

道，当小球通过圆周导轨的最高点时，小球对导轨刚好没有压力，求小球进入小车时的速度v0.

参考答案：

(1)b(2)d(3)①5m②2.5m(4)  l≤d＜l

(5)v＝      (6)v0=

六、板书设计

机械能守恒定律 篇五

教学要求：     1、会正确推导自由落体运动过程中的机械能守恒定律。     2、正确理解机械能定律的含义及适用条件。3、分析生活实际中的事例进一步理解机械能守恒定律的含义及适用条件。教学重点：使学生掌握物体系统机械能守恒定律的条件，能够正确分析物体系统所具有的机械能。教学难点：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：    以学生自学为主，教师辅助讲解。教具准备：    铁架台、细线、小球、直木尺（1m左右）教学时间：    一课时教学过程：复习提问：1、重力势能公式，单位。    2、重力做功和势能变化的关系。    3、重力做功的特点。引入：在初中我们已学过，重力势能和动能之间可以相互转化，如物体自由下落或竖直向上抛出时，前者下落过程中高度不断减小，重力势能减小，速度增加，动能增大，是一个重力势能向动能转化的过程；后者在上升过程中高度不断增大，重力势能增加，速度减小，动能减小，是一个动能向重力势能转化的过程。既然重力势能和动能间可以相互转化，那么“转化”过程中的动能和重力势能之和即机械能变不便呢？这就是我们这节课要学习的内容——机械能守恒定律。    1、机械能守恒定律的推导（请学生自己推导）问题：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，不考虑空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化                                    v1    分析：根据动能定理，有    wg=1/2mv12－1/2mv22                              v2     下落过程中重力对物体做功，重力做功在       h1    数值上等于物体重力势能的变化量                      h2    取地面为参考平面，有    wg=mgh1－mgh2    所以有mgh1－mgh2=1/2mv12－1/2mv22    移项有mgh1+1/2mv12=mgh2+1/2mv22    即：ep1+ek1=ep2+ek2可见：在下落过程中，物体重力势能转化为势能，此过程中物体的机械能总量保持不变。    2、机械能守恒定律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。这个结论叫做机械能守恒定律。    几点说明：   （1）机械能守恒定律的前提条件    a、物体只受重力或者只受弹力b、物体除受重力或者只受弹力外，还受其他力的作用，但其他力不做功。（2）机械能守恒定律是从自由落体推导的，但是无论物体做直线运动还是曲线运动，以上结论都成立。（3）定律涉及的始末状态的动能、势能应取同一参考系和同一参考平面。    3、弹簧和物体组成系统的机械能    以弹簧为例，弹性势能和动能也可相互转化。如果只有弹簧的弹力做功，则在弹性势能和动能的转化过程中，机械能守恒。    思考：课本 “思考与讨论”            课堂练习：课本1、2

机械能守恒定律 篇六

一、素质教育目标（一）知识教学点 1.熟悉应用机械能守恒定律解题的步骤。 2.明了应用机械能守恒定律分析问题的注意点。 3.理解机械能守恒定律和动量守恒定律的应用差异。（二）能力训练点 1.针对具体的物理现象和问题，正确应用机械能守恒定律。 2.掌握解决力学问题的思维程序，总体把握解决力学问题的各种方法。（三）德育渗透点 1.在解决物理问题的过程中，培养认真仔细有序的分析习惯。 2.具体情况具体分析，提高思维的客观性，准确性。（四）美育渗透点通过具体问题的分析，使学生把知识向能力转化，增强自信，产生追求科学、追求真理的美好理想。二、学法引导采用学生自学教材、结合教师的点评，经过分析和讨论来形成一般的解题思想。三、重点·难点·疑点及解决办法 1.重点机械能守恒定律的具体应用。 2.难点同时应用动量守恒定律和机械能守恒定律分析解决较复杂的力学问题。 3.疑点动量守恒定律和机械能守恒定律的应用差异。 4.解决办法（1）分析典型例题，解剖麻雀，从而掌握机械能守恒定律应用的程序和方法。（2）比较研究，能准确选择解决力学问题的方法、灵活运用各种定律分析问题。四、课时安排 1课时五、教具学具准备例题课件六、师生互动活动设计 1.教师指导学生自学，引导归纳。 2.学生自学，经过实例分析，定量计算来总结定律的使用条件和使用的方法。七、教学步骤（一）明确目标（略）（二）整体感知解决力学问题一般有三种方法，一是运用力对物体的瞬时作用效果——牛顿运动定律；二是运用力对物体的时间积累的作用效果——动量定律和动量守恒定律；三是运用力对物体的空间积累作用效果——动能定理和机械能守恒定律，根据题设条件提供的具体情况，选择不同的方法，是本节教学的内容之一。     （三）重点、难点的学习与目标完成过程     【引入新课】复习上节课的机械能守恒定律内容及数学表达式。     【新课教学】     现举例说明机械能守恒定律的应用。     在离地面高h的地方，以 的速度斜向上抛出一石块， 的方向与水平成 角，若空气阻力不计，求石块落至地面的速度大小。（看例题课件）     设石块的质量为m，因空气阻力不计，石块在整个运动过程只受重力，只有重力做功，石块机械能保持守恒。     现取地面为零重力势能面。石块在抛出点的机械能： 石块在落地点的机械能：据列出等式可得：     从以上解答可看出，应用机械能守恒定律解题简洁便利，显示出很大的优越性，不仅适合于直线运动，也适合于做曲线运动的物体，分析以上解题过程，还可归纳出     1.应用机械能守恒定律解题的基本步骤     （l）根据题意，选取研究对象（物体或相互作用的物体系）     （2）分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件。     （3）若符合定律成立的条件，先要选取合适的零势能的参考平面，确定研究对象在运动过程的初、末状态的机械能值。     （4）根据机械能守恒定律列方程，并代人数值求解。     2.在应用机械能守恒定律时，要注意其他力学定理、定律的运用，对物体的整个过程进行综合分析。再举一例。     如图所示，光滑的倾斜轨道与半径为r的圆形轨道相连接，质量为。的小球在倾斜轨道上由静止释放，要使小球恰能通过圆形轨道的最高点，小球释放点离圆形轨道最低点多高？通过轨道点最低点时球对轨道压力多大？（看例题课本）

小球在运动过程中，受到重力和轨道支持力，轨道支持力对小球不做功，只有重力做功，小球机械能守恒。     取轨道最低点为零重力势能面。     因小球恰能通过圆轨道的最高点c，说明此时，轨道对小球作用力为零，只有重力提供向心力，根据牛顿第二定律可列   得  在圆轨道最高点小球机械能 在释放点，小球机械能为  根据机械能守恒定律    列等式：   解设 同理，小球在最低点机械能  小球在b点受到轨道支持力f和重力根据牛顿第二定律，以向上为正，可列 据牛顿第三定律，小球对轨道压力为6mg.方向竖直向下。     在较复杂的物理现象中，往往要同时应用动量守恒定律和机械能守恒定律，明确这两个定律应用上的差异，可正确运用它们，客观反映系统中物体间的相互作用，准确求出有关物理量。【例】  在光滑的水平面上，置放着滑块a和b，它们的质量分别为 和 ，b滑块与一轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在竖直的墙上，滑块a以速度 与静止的滑块b发生正碰后粘合一起运动并压缩弹簧，如图所示，求此过程中弹簧的最大弹性势能（看例课课件）

滑块a与b碰撞瞬间，对于滑块a、b组成的物体系，所受合外力为零，动量守恒，得     在滑块a、b粘合一起运动压缩弹簧时，只有弹簧的弹力做功，a、b滑块和弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧弹性势能最大时，滑块a、b动能为零。动能全部变为弹簧的弹性势能，则 两式联立解，可得（四）总结、扩展     1.在只有重力和弹力做功的情况下，可应用机械能守恒定律解题。也可以用动能定理解题，这两者并不矛盾。前者往往不深究过程的细节而使解答过程显得简捷，但后者的应用更具普遍性。     2.动量守恒定律和机械能守恒定律的比较     （l）两个定律的研究对象都是相互作用的物体组成的系统。两个定律的数学表达公式中的物理量都是相对于同一参照系的。     （2）两定律研究的都是某一物理过程，注重的是运动过程初、末状态的物理量，而不深究运动过程中各物体间的作用细节。     （3）两定律的成立条件不同，动量是否守恒，决定系统所受合外力是否为零，而不管内外力是否做功。而机械能是否守恒，决定于是否有重力和弹力以外的力做功，而不管这些力是内力还是外力。（4）动量守恒定律的数学表达公式是矢量式，要使运算简便，可先定正方向，把矢量运算变为代数运算，机械能守恒定律的数学表达公式是标量式，但要先选定零重力势能面，才能列出具体的机械能守恒公式。八、布置作业 p151练习六（3）（4）（5）     九、板书设计 1.应用机械能守恒定律解题的基本步骤（1）选取研究对象（2）分析机械能守恒条件（3）选定参考平面，明确初末状态物体的机械能值（4）根据定律列方程式计算 2.注重机械能守恒定律和其他力学定理、定律的综合应用。

高中物理《机械能守恒定律》教案 篇七

一、教学目标

知识与技能：知道动能和势能之间的转化关系，会用动能定理进行计算；

过程与方法：通过对机械能守恒的探究过程，提高学生观察和分析的能力；

情感态度与价值观：体会物理之间的紧密联系，提高科学的严谨性。

二、教学重难点

重点：机械能守恒定律的理解与应用；

难点：动能与势能之间的转化关系。

三、教学过程

环节一：新课导入

教师找学生上台演示实验：用细绳拴住一个小球，将小球摆动一定的角度，并靠近同学的鼻尖，根据实验结果让学生分析并不会碰到鼻子的原因是什么？引入新课“机械能守恒定律”。

环节二：新课讲授

（一）动能与势能饿相互转化

通过上述实验引导学生得到动能和势能之间可以相互转化，并通过自由落体得出重力势能减少，动能增加的关系。

教师接下来组织学生进行思考讨论，还有哪些动能与势能之间相互转化的例子，并找同学分享讨论的结果。

教师总结：上述例子能够看出动能和势能之间可以相互转化，动能和势能统称为机械能，弹性势能属于势能，并提问学生他们之间有哪些关系？从而引入机械能守恒定律。

（二）机械能守恒定律

结合教材中给出的自由落体例子，提示学生在AB两点的机械能是多少？从A-B动能怎么变化，重力做功与重力势能之间的关系，并组织学生以4人为一组进行讨论，教师加以指导。并提问学生的讨论结果。

教师通过让学生根据结论总结出规律后在给出机械能守恒定律的定义：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。这叫做机械能守恒定律。

教师强调出机械能守恒定律的适用条件。

环节三：巩固提高

例题巩固

学生判断以下几种情况机械能是否守恒？( )

A、竖直上抛运动

B、做平抛运动的小球

C、沿光滑的斜面下滑的物体

D、竖直方向匀速下降的物体

环节四：小结作业

小结：师生共同总结本节课的内容

作业：完成书后的练习题。

【板书设计】

（略）