新人教版高中物理必修二《机械能守恒定律》精品教案

第八章机械能守恒定律8.1功与功率 ................................................................................................................... - 1 - 8.2重力势能 ................................................................................................................. - 11 - 8.3动能和动能定理...................................................................................................... - 20 - 8.4机械能守恒定律...................................................................................................... - 29 - 8.5实验：验证机械能守恒定律.................................................................................. - 40 -8.1功与功率教学过程一．导入新课：起重机竖直提升重物时，重物运动的方向与力的方向一致，则力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。

更普遍的情形是物体运动的方向与力的方向不一致，例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。

这时应当怎样计算功呢？【教师引导】回忆初中学过的功的计算公式和做功条件（1）表达式W=FS。

（2）做功条件：力和物体在力的方向上发生的位移，两者缺一不可。

讲授新课：（1）功【教师引导】当力F的方向与运动方向成某一角度时，如图，可以把力F分解为两个分力：与位移方向一致的分力1F，与位移方向垂直的分力2F。

机械能守恒定律教案教学目标:一、知识目标: 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、理解机械能守恒定律的内容。

3、在具体问题中，能判定机械能是否守恒，二、能力目标: 1、学会在具体的问题中判这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、德育目标: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。

四、教学重点: 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五、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的方法，明确该定律数学表达式公式的来龙去脉。

2、关于机械能守恒的条件，在教学时采用列举实例，具体情况具体分析的方法。

教学过程一、导入新课1、用投影片出示思考题：①本章中我们学习了哪几种形式的能？它们各是如何定义的？它们的大小各由什么决定？②动能定理的内容和表达式是什么？③重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？学生回答：①本章我们学习了以下几种能：动能、重力势能、弹性势能。

②动能定理的内容是：物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变，即：Ｗ＝ＷＫ２－ＷＫ１。

③重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为：ＷＧ＝ＥＰ１－ＥＰ２３、教师总结：①同学们要注意动能定理中动能的变化量是末动能减去初动能，而重力做功与重力势能改变之间关系式中初位置的重力势能与末位置重力势能的差。

②引入：动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴，统称为机械能，本节课我们就来研究有关机械能的问题。

二、新课教学（一）机械能1、概念：物体的动能、势能的总和E ＝E K ＋E P2、机械能是标量，具有相对性（需要设定势能参考平面）3、机械能之间可以相互转化（1）重力势能和动能间的相互转化实例分析：竖直上抛运动、竖直平面内的圆周运动（2）弹性势能和动能间的相互转化实例分析：水平弹簧系统：弹簧的一端固定，另一端和滑块相连，让滑块在水平的轨道上做往复运动。

篇一：机械能守恒定律教学设计《机械能守恒定律》教学设计【课题】机械能守恒定律【课型】新授课【课标解读】普通高中物理课程标准要求:通过实验,验证机械能守恒定律．理解机械能守恒定律．用机械能守恒定律分析有关问题．关键词是:实验、理解、分析问题．关于验证机械能守恒定律的验证过程可以放在下一课时进行．所以本节课在引入、实验探究、理论探究和实际应用等各环节都要充分利用生产和生活中的问题．为了让学生理解机械能守恒定律，要充分发挥学生的自主能动性，让学生自主推导定律，并总结出机械能守恒定律的条件，然后进行巩固练习．【高考考试说明】ⅱ级要求【学情分析】通过初中的学习学生已经知道什么叫机械能，机械能的构成因素．通过前几节内容的学习，学生在此前已经历了探究守恒量，重力势能的概念和弹性势能的表达式的学习，学生知道了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功将使弹性势能发生变化，合外力的功将引起物体动能的变化．学生对于初中阶段学过的一些定性的东西逐渐找到了定量方面的联系，对功能关系的认识加深了，也萌发了继续探究的兴趣．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？这是学生急待解决的问题，机械能守恒定律的建立也倒了水到渠成的时候了．【教材分析】《机械能守恒定律》是人教版高中物理（必修二）第七章《机械守恒定律能》第八节的内容．本章逻辑结构是：“追寻守恒量”从上位概念是为引入能量概念为目的，从下位概念是揭示机械能守恒，基于学生认知发展顺序，教材采取了不完全归纳的思维体系，第四节到第七节“重力势能”“探究弹性势能的表达式”“实验：探究功与速度的变化关系”“动能和动能定理”是关于功和能关系的具体讨论．重力势能的概念和弹性势能的表达式的学习，学生知道了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功将使弹性势能发生变化，合外力的功将引起物体动能的变化．该课节是对前面几节的综合．机械能守恒定律一节的内容与本章其他各节的内容有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环，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，守恒定律在物理学理论和实际应用中都十分重要．教学过程回顾已学知识，通过几个具体事例，先明确动能和势能的相互转化关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的理论探究，联系重力势能变化跟重力做功以及弹性势能变化跟弹力做功的关系的知识，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．本节教学内容的重点是通过机械能守恒定律的推导知道机械能守恒定律的内涵，理解机械能守恒定律的条件，学会应用机械能守恒定律解决实际问题；而正确分析物体系统所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，以及定律的应用是学生学习中的难点．在教学设计时，力图通过生活和生产中的实例，展示相关情景，既激发学生的求知欲，又使学生体会到“物理就在我身边，身边处处有物理’，体现“从生活中学习物理，物理应用于生活”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，并通过规律的应用巩固知识，初步运用机械能守恒定律解释物理现象，体会自然界中的守恒规律和科学中的守恒思想，体会物理规律对生产和生活实践的作用，领悟运用机械能守恒定律解决问题的优越性，形成科学价值观．【不同版本比较】沪科版：必修二第四章《能量守恒与可持续发展》中的第二节《研究机械能守恒定律》，教材先介绍了机械能的概念，通过重锤下落分析论证机械能守恒定律，然后通过两个方案进行实验验证，然后应用机械能守恒定律分析生活中的一些问题．司南版：必修二第二章《能的转化与守恒》中的第三节《能量守恒定律》，教材先运用实验进行动能和重力势能的转化和守恒关系的探究，再通过自由落体运动进行理论推导，然后进行应用．人教版：人教版必修二第七章《机械能守恒定律》第八节《机械能守恒定律》，教材先通过生活实例分析了动能和势能的相互转化，再利用小球沿光滑曲面滑下的过程进行理论推导，然后解决一些实际问题．下一节再通过实验验证机械能守恒定律．与旧教材相比，过去是计算物体自由下落时的能量，从而得知机械能守恒，进而推广到普遍的机械能守恒定律．新教材重视理论联系实际，增加了许多生活中的实例，先定性地分析若干具体事例，猜测动能与势能在变化过程中的定量关系，然后定量计算物体只在重力作用下动能和势能各自的变化情况以及总机械能的不变性，最后得出机械能守恒的定量关系．综上所述，我认为人教版的安排更合理，因为在有理论推导的情况下，无论是探究性实验还是验证性实验，都很难在一个课时完成目标．另外在三个版本的教材中，都对机械能守恒定律的适用条件一带而过，而这恰是本节的难点，所以本节课在理论推导的过程中从不同情景来得到规律，进而得到适用条件，这对于学生全面理解和应用机械能定都是有利的．【教学目标】1．通过对生活中一些常见现象的观察与分析进一步明确机械能的各种形式，能够利用动能和势能之间的相互转化来分析一些现象产生的原因．2．能够利用动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系，通过自主与合作相结合的方式推导出机械能守恒定律的表达式，总结出机械能守恒的条件，并能利用精确的语言表述出机械能守恒定律的内容.3．能够运用机械能守恒定律分析生活中一些常见的物理现象，并能将其转化为简单的物理模型，领悟运用机械能守恒定律解决问题的优越性．4．通过理论推导和对生活中一些物理现象的分析,进一步体会功是能量转化的量度，能够从机械能有没有和其它形式的能发生相互转化的角度进一步理解机械能守恒．【教学重点、难点】1．通过物理现象的分析和机械能守恒定律的推导过程，能理解机械能守恒定律的内容和守恒的条件．2．会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析一些简单的实际问题．【评价目标】1．通过课堂引入的视频、演示实验等完成教学目标1；2．通过实验推导和理论推导的过程完成教学目标2；3．通过实际应用、目标3评价和课后作业等完成教学目标3；4．通过单摆的演示实验，理论推导的过程，实际应用、课堂引入、目标4评价等完成教学目标4．【教学方法】自主思考、合作探究、即时评价．【教学过程】【创设情境，导入新课】【目标1】通过对生活中一些常见现象的观察与分析进一步明确机械能的各种形式，能够利用动能和势能之间的相互转化来分析一些现象产生的原因．播放世界上最美的瀑布、全球最陡的过山车运动、何雯娜2008年奥运会蹦床决赛等视频,把学生引入相关情景并激发学生的兴趣．上述视频中，能量分别是怎样转化的？【温故知新】1．动能定理的内容和表达式是什么？2．重力所做的功与物体重力势能有什么关系？3．弹簧的弹力做的功与弹簧弹性势能有什么关系？4．在能量转化的过程中，功扮演着怎样的角色？动能、重力势能、弹性势能之间可以相互转化，具有密切的联系，我们把它统称为机械能．动能和势能的转化是否存在某种定量关系？请看下面的实验．【实验探究】如图所示的装置，悬挂摆球的铁架台上固定一只水平放置的横杆，实验时:调整横杆的高度使小球从不同位置摆动，观察小球摆动的情况．用一把直尺在p点挡住悬线，看看这种情况下小球所能达到的最大高度．分析：（1）分析小球在摆动过程中受力情况，各力做功情况．（2）在小球的摆动过程中能量如何转化？教师总结：实验中小球在摆动过程中通过重力做功，势能与动能互相转换．小球下降时：重力做正功，重力势能减少，动能增加；小球上升时：重力做负功，重力势能增加，动能减少．【设问】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，说明什么?说明在摆动过程中有一个物理量是保持不变的，是什么呢？重力势能与动能的总和保持不变，也就是机械能保持不变．要想实现这一不变，前提条件是什么？下面我们从理论上研究一下，生活中很多的物理情景在忽略一些次要因素的时候，都可以简化为我们熟悉的物理模型．比如下落的物体在忽略空气阻力时可以简化成自由落体运动，高空滑雪运动员在飞翔时可以简化成平抛运动，滑雪运动员在倾斜的赛道上比赛时可以简化成沿光滑斜面的运动，极限运动员在u型赛道上比赛时可以简化成沿光滑曲面下滑的运动，还有在弹簧的作用下小球的运动也可以简化成如下运动．下面请大家根据学案中提供的物理情景以及简化的模型，完成学案表格中的问题．【理论探究】【目标2】能够利用动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系，通过自主与合作相结合的方式推导出机械能守恒定律的表达式，总结出机械能守恒的条件，并能利用精确的语言表述出机械能守恒定律的内容.1．创设情景，任意选两个位置，让学生分析受力和运动情况，机械能及相互转化情况,然后完成学案中的表格，请把过程写在表格中．（全班分成5个大组，每个小组完成一个情景）情景1.一个自由下落的物体，由a位置运动到b位置,可以得到以下能量关系:情景2. 滑雪运动员腾空飞跃建立模型：一个做平抛运动的物体，由a位置运动到b位置,可以得到以下能量关系:情景3. 滑雪运动员在倾斜赛道上的运动建立模型：一个沿光滑斜面下滑的物体，由a位置运动到b位置,可以得到以下能量关系:情景4. u型篇二：机械能守恒定律教学设计教学设计学校名称：《机械能守恒定律》教学设计1235篇三：机械能守恒定律教学设计《机械能守恒定律》教学设计一、教学三维目标：【知识与技能】1、知道机械能的概念，理解物体的动能和势能可以相互转化；2、理解机械能守恒定律的内容和守恒条件；1、通过实例分析，让学生体会能量的相互转化；2、通过定量计算，让学生感受机械能守恒是有条件的；3、通过机械能守恒条件的初步探究，让学生理解，做功和作用的区别；二、教学重点与难点：【教学重点】机械能守恒条件的教学【教学难点】机械能守恒定律的理论推导三、教学过程：（一）新课引入：实验1：（激疑）钢球用细绳悬起，请一同学靠近，将钢球拉至同学鼻子处释放，摆回时，观察该同学的反应，重锤为什么撞不到同学的鼻子？【提出课题】：机械能守恒定律本环节教学设计说明：（二）新课教学1、动能与势能之间可以相互转化引导学生分析通过重力或弹力做功可以实现动能和势能的相互转化。

机械能守恒定律优秀教案一、教学目标1. 让学生理解机械能的概念，掌握机械能的计算方法。

2. 引导学生了解机械能守恒定律的内容，理解守恒的条件和意义。

3. 通过实例分析，让学生能够运用机械能守恒定律解决实际问题。

二、教学内容1. 机械能的概念：动能和势能。

2. 机械能的计算方法：动能公式KE=1/2mv^2，势能公式PE=mgh。

3. 机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的系统中，系统的总机械能（动能加势能）保持不变。

4. 守恒的条件：只有重力或弹力做功，系统不受外力或外力做功为零。

5. 守恒的意义：能量不能创造也不能消失，只能从一种形式转化为另一种形式。

三、教学重点与难点1. 重点：机械能守恒定律的内容及其应用。

2. 难点：机械能守恒定律的判断和应用。

四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生思考和探索机械能守恒定律。

2. 通过实例分析和讨论，培养学生的分析和解决问题的能力。

3. 利用多媒体教学，生动展示机械能的转化过程。

五、教学过程1. 导入：通过展示一个简单的机械能转化的例子，如摆钟的上下运动，引发学生对机械能的思考。

2. 讲解：介绍机械能的概念和计算方法，讲解机械能守恒定律的内容和条件。

3. 实例分析：分析一些常见的机械能守恒问题，如抛体运动、滑块下滑等，引导学生运用守恒定律解决问题。

4. 练习：布置一些练习题，让学生运用机械能守恒定律进行解答。

6. 作业布置：布置一些相关的作业，巩固所学知识。

六、教学评估1. 课堂问答：通过提问学生，了解他们对机械能守恒定律的理解程度。

2. 练习题解答：检查学生对实例分析和练习题的解答情况，评估他们的应用能力。

3. 课后作业：评估学生作业的完成质量，检查他们对课堂所学知识的掌握情况。

七、教学拓展1. 机械能与其他能量形式的关系：引导学生思考机械能与其他能量形式（如热能、电能等）之间的关系。

2. 能量守恒定律：介绍能量守恒定律的内容，引导学生理解各种能量形式之间的转化关系。

机械能守恒定律【三维目标】（一）知识与技能1．理解动能与势能的相互转化。

2．掌握机械能守恒定律的表达式。

（二）过程与方法经过机械能守恒定律的实际应用，进一步理解机械能守恒条件。

（三）情感态度与价值观培养理论联系实际的思想，通过规律、理论的学习，培养学以致用的思想。

【教学重点】1．机械能守恒条件。

2．在具体的问题中能判定机械能是否守恒，会列数学表达式。

【教学难点】1．判断机械能是否守恒。

2．灵活运用机械能守恒定律解决问题。

【课时安排】1课时【教学过程】一、新课引入1．影片导入课件展示翻滚过山车的精彩片断，激发学生学习的兴趣，引出本节课的学习内容。

在学生观看过山车的同时，教师提醒学生分析过山车在运行过程中动能和势能的变化情况。

2．游戏导入教师利用事先准备好的演示器材，请两个同学配合，指导他们完成一个小游戏，让同学们认真观察并思考游戏里面的科学道理。

器材：细线、小钢球、铁架台。

演示过程：将小钢球固定在细线的一端，细线的另一端系在铁架台上，使小球与细线形成一个摆。

让一个同学靠近铁架台，头稍低，另一同学把小球由该同学的鼻子处释放，小球摆动过程中能否碰到该同学的鼻子，思考里面的科学道理。

如左下图。

3．实验导入如右上图所示，悬挂单摆的铁架台上增加一个横杆P 和一把水平放置的尺子AB ，实验时①调整横杆P 的高度，观察小球摆动的情况；②调整水平尺子的高度使小球从不同位置摆动，观察小球摆动的情况。

将各次实验现象进行概括，思考这些现象说明什么问题。

也可以将单摆悬挂在小黑板上，然后在小黑板上画上若干条水平横线，手持短尺替代横杆。

二、新课讲解（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．运动会上撑杆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，杆的弹性势能转化为人的重力势能）。

机械能守恒定律·教案一、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。

机械能守恒定律优秀教案一、教学目标1. 让学生理解机械能的概念，掌握机械能的计算方法。

2. 让学生了解机械能守恒定律的定义，理解机械能守恒的条件。

3. 培养学生运用机械能守恒定律解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 机械能的概念与计算2. 机械能守恒定律的定义与条件3. 机械能守恒定律的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：机械能的概念，机械能守恒定律的定义与条件，机械能守恒定律的应用。

2. 教学难点：机械能守恒定律的应用，解决实际问题。

四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生主动探究机械能的概念与计算方法。

2. 采用案例分析法，让学生通过实际案例理解机械能守恒定律的定义与条件。

3. 采用任务驱动法，培养学生运用机械能守恒定律解决实际问题的能力。

五、教学过程1. 导入：通过生活中的实例，引导学生思考机械能的概念。

2. 新课：讲解机械能的概念与计算方法，让学生掌握机械能的基本知识。

3. 案例分析：分析实际案例，让学生理解机械能守恒定律的定义与条件。

4. 应用实践：布置任务，让学生运用机械能守恒定律解决实际问题。

5. 总结：对本节课的内容进行总结，巩固学生对机械能守恒定律的理解。

6. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。

六、教学评价1. 评价内容：学生对机械能概念的理解，机械能计算方法的掌握，机械能守恒定律的定义与条件的理解，以及运用机械能守恒定律解决实际问题的能力。

2. 评价方法：课堂提问、作业批改、小组讨论、实例分析报告。

七、教学资源1. 教材：机械能守恒定律相关章节。

2. 辅助材料：PPT、实例分析、练习题。

3. 仪器设备：实验器材，如滑轮组、重物、计时器等。

八、教学进度安排1. 课时：本节课计划安排2课时。

2. 教学环节：导入（5分钟）、新课（20分钟）、案例分析（15分钟）、应用实践（10分钟）、总结（5分钟）、作业布置（5分钟）。

九、教学反思1. 反思内容：教学方法、教学内容、教学过程、学生反馈。

机械能守恒定律教学设计教学设计思路：本章的重点是机械能守恒定律，学生通过对定律的得出、公式、适用条件的学习，要能够应用机械能守恒定律解决实际问题。

另外，物理是一门以实验为基础的学科，所以新课程标准要求学生在物理课堂中学习基础知识的同时还得学习实验技能，这就需要体验科学的探究过程，增强创新意识和实践能力。

对此，我按以下思路对本课进行设计：1.引入环节，我设计了小球碰鼻子的实验，激发学生兴趣。

2.通过知识回顾，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，以便更好的理解机械能的概念。

3.为了说明动能和势能的相互转化，利用单摆和弹簧振子的例子分别进行探究说明。

4.机械能守恒定律的推导，以及守恒条件、解题步骤的得出是本节课的重难点，让学生自己通过小组合作推导并总结归纳出结论。

5.由于本节课的时间有限，而大部分时间放在学生总结得出实验规律上，所以在实践环节只设计了一些必要的实践练习，有关利用机械能守恒定律公式更多的解题将在下节课继续学习。

6.进行课堂小结、作业布置。

一、教学目标●知识与技能1. 理解什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化。

2. 掌握机械能守恒定律的内容及得出过程。

3. 会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决简单问题，并领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性。

●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，分析物理问题。

●情感、态度与价值观通过机械能守恒定律的教学，使学生树立科学的观点，理解和运用自然界客观存在的规律，来解决生活中的实际问题。

二、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. 能在具体问题中判断机械能是否守恒，并能运用机械能守恒定律解决简单问题。

三、教学难点从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件；能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。

教学设计8机械能守恒定律文本式教学设计(二)课标要求机械能守恒定律是力学中的一条重要的定律，更是具有广泛意义的能的转化和守恒定律的一个特例．教师通过实验给学生创设问题情境，引导学生发现问题，激发探究的动机，再通过逻辑推理和数学推导，明确定律公式的来龙去脉．然后通过列举实例分析，理解定律的适用条件，教学过程要求学生充分参与探究机械能守恒内容及其条件的全过程．教学设计思想在机械能守恒问题的教学中先创设物理情景，提出机械能守恒问题，再依据理论和实验探究去分析、解决问题：先结合物理知识，通过数学推导，从理论上得出守恒表达式；再让学生自主设计验证实验的方案，教师帮助学生完善实验方案，并提出修改意见(从简易到精确)，最后指导学生分组完成实验，证实猜想．机械能守恒定律的适用条件是本节的难点．因此，通过教师的启发、引导，师生互动等形式，师生互探守恒条件．先让学生在守恒的物理情境中摸索：守恒条件可能是不受阻力作用．再通过对比实验，让学生明白：守恒条件与受力性质无关．最后教师引导学生寻找守恒模型的共性：机械能守恒时只有重力做功．最后引入弹簧振子模型，通过对新模型研究，拓展守恒条件：只有重力或弹力做功．在整个机械能守恒内容及其条件的探究过程中，通过物理情景、演示实验及设计实验，创设良好学习氛围，充分调动学生学习的积极性和主观能动性，使学生对机械能守恒定律的了解由感性认识升华为理性认识．通过逻辑推理和数学推导得出物理规律，再由物理实验证实猜想，验证守恒定律．让学生在观察、分析、归纳、总结中体会机械能守恒定律，理解机械能守恒条件．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．理解机械能守恒定律的内容．3．在具体问题中能判断机械能是否守恒，并会列机械能守恒的方程式．4．初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析物理问题．过程与方法1．教师通过实验和实例，让学生懂得动能和势能在一定条件下可以发生转化．并且让学生通过具体问题的研究，得出动能和势能在相互转化的过程中总的机械能保持不变．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．通过探究活动，培养学生积极主动探究知识的态度和合作精神．教学重、难点重点：理解机械能守恒定律的内容．知道机械能守恒定律及其适用条件．难点：能从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件．能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒．教学用具单摆、DISLAB实验室一套和学生设计实验可能需要的仪器．教学流程图教学过程复习引入：(利用多媒体投影提出问题)1．本章中我们学习了哪几种形式的能？它们各是如何定义的？动能、重力势能、弹性势能．2．动能定理的内容和表达式是什么？物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变，即W＝E k2－E k1.3．重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为：W G＝E p1－E p2.创设物理情境，引入新课：a．沿光滑斜面向上运动的滑块．b．自由下落的物体．设置问题：动能如何变化？重力势能如何变化？[学生讨论]：沿光滑斜面向上运动的滑块动能在减少，重力势能增加；自由下落的物体动能不断增大，重力势能减少．[教师引导]：在情景中的两种运动模型中，动能和势能相互转化，其中，一种能量增大，另一种能量则减少，那么这两种能量的总和——机械能怎么变化？提出问题：在两种运动模型中，物体的机械能如何变化？大胆猜想：两种运动模型中，物体的动能和势能相互转化，而机械能总量不变． 建立模型、理论探究——提出机械能守恒的问题实例1：自由落体运动如图所示，一个质量为m 的物体自由下落，经过高度为h 1的A 点时速度为v 1，下落到高度为h 2的B 点时速度为v 2.实例2：单摆运动(忽略空气阻力)(1)试分析在小球下落的过程中，各力对小球的做功情况；(2)利用动能定理计算重力做功；(3)利用重力做功与重力势能的变化关系来计算重力做功；(4)通过计算确定A 、B 两任意位置的机械能关系．学生活动：让学生分组对两个实例进行探究，既有合作，又有竞争，充分发挥学生的积极性和主观能动性．(1)忽略空气阻力的情况下，只有重力对物体做功．(2)由动能定理可知：W G ＝12m v 22－12m v 21 (3)由重力做功与重力势能的变化关系可知：W G ＝mgh 1－mgh 2(4)由(2)和(3)可知：12m v 22－12m v 21＝mgh 1－mgh 2 变形得：mgh 1＋12m v 21＝mgh 2＋12m v 22 即E p1＋E k1＝E p2＋E k2.学生汇报探究结果：物体在运动过程中重力势能和动能相互转化，机械能守恒．教师补充：在忽略空气阻力的情况下，自由落体和单摆运动中的小球在运动过程中机械能守恒．设计方案、实验探究——验证机械能守恒学生活动：学生自主设计可行性验证实验方案，教师指导学生完成探究任务．方案一、单摆实验设计：在黑板上方的长钉上(O 点)通过细绳系一摆球，并在黑板上画出水平直线，将摆球由左端水平线高度(A 位置)由静止释放．实验现象：小球能摆到右端同样高度(B 位置)．实验结论：小球在摆动中，机械能守恒．方案二、自由落体实验仪器：刻度尺、秒表需测量的量：小球初位置高度h ，小球从开始下落到落地所需要时间t ；需计算的量：初位置重力势能E p ＝mgh (以地面为零势能面)，落地速度v ＝gt ，落地动能E k ＝12m v 2. 分析E p 与E k 的关系，从而验证机械能是否守恒．教师指导、改进实验：实验方案很好，但用秒表测时间时，人为因素对实验结果影响较大，故指导学生使用更精确的测量工具——打点计时器(这也为下节《验证机械能守恒定律》作好准备)．但验证方案中处理纸带时，起始位置和落地位置较难确定，因此在肯定学生设计思想的同时，引入传感器技术，采用光电门采集数据，再直接利用计算机技术处理数据．改进实验：研究ΔE k 与ΔE p 的关系．实验过程：实验装置如右图所示．实验时，用游标卡尺测出小球直径d ，再从刻度尺上读出两光电门间的高度差Δh ，当小球落下通过两个光电门时，自动采集通过两光电门的时间t 1、t 2，然后通过传感技术实现与计算机的连接，由计算机处理数据．调整光电门的高度差Δh ，多次实验．数据采集与分析：实验表明：动能的增加量和重力势能的减少量近似相等，说明在误差允许的范围内，自由落体的小球减少的重力势能转化为动能，而总的机械能不变．得出结论、证实猜想：在以上几种运动模型中，物体在运动过程中机械能守恒．师生互探——机械能守恒的条件在这一教学环节中，教师要引导学生善于从实验现象中分析并归纳出物理规律，在学生遇到问题时，因势利导去开拓学生思路，进行师生互探．[师]：以上几种情况中，物体在运动过程中机械能都守恒，那是不是说明机械能守恒在任何情况下都成立呢？[生]：不是，例如刚才的单摆实验中，时间长了，小球摆动高度就会低于所画的水平线，最终会停在最低点．[演示实验]：现象1：铁制小球从A处无初速释放后，自由摆动到B点，B点与A点同高；现象2：泡沫小球从A处无初速释放后，摆到最右端比A点位置低的B点．[生]：实验1中机械能在摆动的过程中没有发生变化，机械能守恒．而实验2中很明显小球在B点处的机械能小于A点时的机械能，说明在摆动的过程中机械能不守恒．[师]：很好，我们不妨就从实验中去寻找机械能守恒所需要的条件．[生]：与铁制球相比较，泡沫小球所受空气阻力不可忽略．而在上面机械能守恒的几个事例中，都有一个条件：忽略空气阻力．以此猜测：当不受阻力时机械能可能会守恒．[师]：非常好．现在我们就要探究机械能守恒是否与受力性质有关．[构建新情景，师生再探]：新模型：外力拉动一物体在斜面上匀速上升，机械能守恒吗？[生]：不守恒，因为匀速运动，故动能不变，而在斜面上运动，其重力势能增加，因此机械能不守恒．[师]：通过对比，我们发现机械能守恒与受力性质无关，而上述机械能守恒的物体(或系统)，外力做功都有共性．[生]：(学生恍然大悟)哦！是只有重力对物体做功，此时只有重力势能和动能相互转化，物体(或系统)机械能守恒．建模再探：机械能包括动能、重力势能和弹性势能，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．让学生进行弹簧振子的简谐运动实验，探索在只有弹簧弹力做功的情况下，系统的机械能也守恒．所谓只有重力或弹力做功，是指：物体只受重力或弹力，不受其他的力；或者除重力或弹力外还受其他的力，但其他力不做功．课外探究：条件拓展——从能量转化角度理解守恒条件．探究结论——机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能相互转化，而总的机械能保持不变．教学反思1．本节课教学容量大，探究过程较多，同时运用到的探究方法、形式也是多样化的，对学生而言，需要有坚实的理论基础和较强的动手能力．因此在教学过程中，教师要充分做好一个引路人的角色，把握好节奏，适时引导点拨，给学生充分的发挥空间．在学生自主设计探究实验时，学生提出的方案可能很多，教师可以依据学生的方案，帮助其完善设计方案．2．在机械能守恒定律教学过程中要求学生善于通过实验来探究自然过程——验证机械能守恒；同时能善于用逻辑推理与数学推导的方法来探究物理学的自然过程——提出机械能守恒的问题．3．机械能守恒条件是在教师的引导下，通过师生互探的形式，观察实验现象总结得出的，当然我们也可以从功能关系的角度进行理论上推导，这个作为下节课对机械能守恒的拓展之一．。