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《机械能守恒定律》教学设计陕西省安康市宁陕县宁陕中学教师周华【教材分析】机械能守恒定律这一节的内容与本章的各节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既建立在前面所学知识的基础上，又是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况，教材开始通过自由落体运动实验,联系第一节中追寻守恒量．通过多个具体实例,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，联系重力势能和重力做功关系的学习，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机械能守恒定律在解决实际问题时的优越性。
在教学设计时，要根据教材内在的逻辑关系和学生认知的发展规律来设计教学活动的基本流程，力求达到最优化的组合.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.【教学目标】（一）知识与技能1、知道什么是机械能，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适用条件;3、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实际问题.（二)过程与方法1、学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法；2、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。
（三）情感、态度与价值观体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学的价值观。
【教学重点】1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解；2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。
【教学难点】1、机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。
2、正确分析物体系统内所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒【教学过程】一、引入新课前面咱们学习了动能和势能的概念，一个运动的物体既具有动能也具有势能,我们把物体所具有动能和势能之和称为机械能.二、教学过程1．动能和势能之间可以相互转化。
高三物理一轮专题复习第3讲机械能守恒定律（一）导学案【学习目标】1.掌握机械能守恒的条件，会判断物体机械能是否守恒.2.掌握机械能守恒定律的三种表达式，理解其物理意义，能在解决问题时合理选用。
【重点难点】重点：掌握机械能守恒定律的内容及其应用。
难点：熟练应用机械能守恒定律的三种表达式解决实际问题。
【使用说明及学法指导】①请同学们充分预习；②请同学们利用5分钟完成知识梳理和基础自测题；③请同学们用10分钟完成基础知识反馈卡；④识记基础知识。
预习案一、知识梳理1．重力做功的特点：①重力做功与_____无关，只与初，末位置的_____有关．②重力做功不引起物体_____的变化．2．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定量关系：E p1和E p2分别表示物体在初始位置和终点位置的重力势能，重力对物体做的功______物体重力势能的减少量．即W G＝E p1－E p2＝－(E p2－E p1)＝________.3．．机械能守恒定律的三种表达式：①E k1＋E p1＝____________.(要选零势能参考平面)②ΔE k＝________.(不用选零势能参考平面)③ΔE A增＝________.(不用选零势能参考平面)二、基础自测1．以下说法中哪些是正确的( )A．物体做匀速运动，它的机械能一定守恒 B．物体所受合力的功为零，它的机械能一定守恒C．物体所受合力不等于零，机械能可能守恒 D．物体所受合力等于零，它的机械能一定守恒2．一个人站在阳台上，以相同的速率v0分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速率 ( )A．上抛球最大B．下抛球最大 C．平抛球最大D．三球一样大题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案探究案一、合作探究探究一机械能守恒的判断[例1]木块静止挂在绳子下端，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到一定高度如下图所示，从子弹开始射入到共同上摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是( )A．子弹的机械能守恒 C．子弹和木块的总机械能守恒B．木块的机械能守恒D．以上说法都不对例2 ]一个轻质弹簧，固定于天花板的O点处，原长为L，如图11所示．一个质量为m的物块从A点竖直向上抛出，以速度v与弹簧在B点相接触，然后向上压缩弹簧，到C点时物块速度为零，在此过程中( )A．由A到C的过程中，物块的机械能守恒B．由A到B的过程中，物块的动能和重力势能之和不变C．由B到C的过程中，弹性势能的变化量与克服弹力做的功相等D．由A到C的过程中，重力势能的减少量等于弹性势能的增加量小结：机械能守恒的判断方法：(1)从机械能的定义直接判断。
第五章机械能及其守恒定律（复习）★新课标要求1、运用能量的观点分析解决有关问题时，可以不涉及过程中力的作用细节。
2、功和能量转化的关系不仅为解决力学问题开辟了一条新的重要途径，同时它也是分析解决电磁学、热学等领域中问题的重要依据。
3、高考对本章考查的热点包括功和功率、动能定理、机械能守恒定律、能的转化和守恒定律。
考查的特点是灵活性强、综合面大，能力要求高。
★ 复习重点功和功率、功和能的关系（重力作功和重力势能的关系、动能定理）、机械能守恒定律的应用。
★ 教学难点功和能的关系（重力作功和重力势能的关系、动能定理）、机械能守恒定律的应用。
★ 教学方法：复习提问、讲练结合。
★ 教学过程（一）投影全章知识脉络，构建知识体系（二）本章要点综述Ⅰ 功和功率：1、功：功的计算公式：做功的两个不可缺少的因素：（1）力；（ 2）在力的方向上发生的位移；功是标量、是过程量。
注意：当=时， W=0 。
例如：线吊小球做圆周运动时，线的拉力不做功；当<时，力对物体做负功，也说成物体克服这个力做了功（取正值）2、功率：定义：文字表述：_________________________________________________；公式表示： _________________ ；物理意义： ___________________________；国际单位：__________ ；其他单位： 1 千瓦 =1000瓦特。
其他计算公式：平均功率_____________________；瞬时功率 _____________________ 。
额定功率是发动机正常工作时的最大功率；实际输出功率小于或等于额定功率。
Ⅱ重力势能和弹性势能：1、重力势能：（1）重力做功的特点：重力对物体做的功只跟起点和终点的位置有关，而跟物体的运动的路径无关。
（2）重力势能的定义：文字表述： _____________________________________________；公式表示： _____________________________________________性质：重力势能是标量、状态量、相对量。
2016高考物理一轮复习 专题5.3 机械能守恒定律教学案 新人教版[2016考纲解读]重力做功与重力势能 机械能守恒定律及其应用 功能关系学法指导：能量转化和守恒定律专题包括各种功能关系、机械能转化和守恒定律及能量转化和守恒定律．重力的功和重力势能、弹力的功和弹性势能等功能关系及用功能关系研究实际问题是高考热点．能的转化和守恒定律是分析、解决一般问题的重要方法，机械能守恒定律和能量守恒定律更是本单元的主干知识和重要规律，本单元知识密切联系生产和生活实际及现代科学技术，常与牛顿运动定律、曲线运动、电磁学问题综合考查．[重点知识梳理]一、势能1．势能：与相互作用的物体的相对位置有关的能量叫做势能。
包括重力势能、弹性势能以及分子势能等。
2．重力势能〔1〕由物体所处位置的高度决定的能量称为重力势能，物体的质量越大，高度越高，它的重力势能越大。
〔2〕计算公式为p E mgh =，其中h 为相对于参考平面的高度我们把重力势能为零的水平面叫做参考平面。
由此看出重力势能是相对的。
同一物体相对不同的参考平面的重力势能不同，其值可能为正，也可能为负，也可能为零，关键就看我们所选择的参考平面。
其正负表示比参考平面高或低，参考平面的选取原那么是要使我们所研究的问题达到最简化。
〔3〕重力势能是标量。
其单位与功的单位相同，国际单位是焦耳〔J 〕。
〔4〕重力做功与重力势能的关系可表示为G P W E =-∆，即重力对物体做了多少正功，物体的重力势能就减少多少；反之，重力做了多少负功，物体的重力势能就增加多少。
3．弹性势能：发生形变的物体，在恢复原状时都能够对外界做功，因而具有能量，这种能量叫做弹性势能。
弹性势能的大小跟形变量的大小有关系。
弹性势能的表达式是212p E kx =。
二、机械能守恒定律1．机械能：动能和势能统称为机械能，即k p E E E =+。
2．机械能守恒定律：在只有重力〔和系统内弹簧弹力〕做功的情形下，动能和重力势能〔及弹性势能〕发生相互转化，而总的机械能保持不变。
高考物理必修专题复习教案机械能及其守恒定律课时安排：2课时教学目标：1．深入理解功和功率的概念，掌握重力做功与重力势能变化的关系，熟练应用动能定理求解有关问题。
2．应用机械能守恒定律解决实际问题，提高分析解决实际问题的能力本讲重点：动能定理，机械能守恒定律及其应用本讲难点：1．动能和动能定理2．机械能守恒定律及其应用一、考纲解读本专题涉及的考点有：功和功率，动能和动能定理，重力做功与重力势能，功能关系、机械能守恒定律及其应用。
《大纲》对本部分考点均为Ⅱ类要求，即对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。
功能关系一直都是高考的“重中之重”，是高考的热点和难点，涉及这部分内容的考题不但题型全、分量重，而且还经常有高考压轴题。
考查最多的是动能定理和机械能守恒定律。
易与本部分知识发生联系的知识有：牛顿运动定律、圆周运动、带电粒子在电场和磁场中的运动等，一般过程复杂、难度大、能力要求高。
本考点的知识还常考查考生将物理问题经过分析、推理转化为数学问题，然后运用数学知识解决物理问题的能力。
所以复习时要重视对基本概念、规律的理解掌握，加强建立物理模型、运用数学知识解决物理问题的能力。
二、命题趋势本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化，是高中物理的重点，也是高考考查的热点。
要准确理解功和功率的意义，掌握正功、负功的判断方法；要深刻理解机械能守恒的条件，能够运用功能关系解决有关能量变化的综合题。
三、例题精析【例1】一位质量为m 的运动员从下蹲状态向上起跳，重心升高h 后，身体伸直并刚好离开地面，速度为v ，在此过程中，A ．地面对他做的功为221mv B ．地面对他做的功为241mv C ．地面对他做的功为mgh mv 221 D ．地面对他做的功为零解析：地面对人作用力的位移为零，所以做功为零。
答案：D。
题后反思：本题考查功的概念。
高考题素有入题容易下手难的美誉，地面对人的作用力到底做功不做功？如果不做功那人的动能哪里来的？高考题就是把对基本规律、概念的考查融入到人们所熟识而又陌生的情境下进行考查的。
第3课时机械能守恒定律及其应用[知识梳理]知识点一、重力做功与重力势能1．重力做功的特点(1)重力做功与路径无关，只与始、末位置的高度差有关。
(2)重力做功不引起物体机械能的变化。
2．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，重力势能就减小；重力对物体做负功，重力势能就增大。
(2)定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的减小量。
即W G＝－(E p2－E p1)＝E p1－E p2＝－ΔE p。
(3)重力势能的变化量是绝对的，与参考面的选取无关。
3．弹性势能(1)概念：物体由于发生弹性形变而具有的能。
(2)大小：弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量越大，劲度系数越大，弹簧的弹性势能越大。
(3)弹力做功与弹性势能变化的关系：类似于重力做功与重力势能变化的关系，用公式表示：W＝－ΔE p。
知识点二、机械能守恒定律及应用1．机械能：动能和势能统称为机械能，其中势能包括弹性势能和重力势能。
2．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，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
(2)表达式：mgh1＋12m v21＝mgh2＋12m v22。
3．守恒条件：只有重力或弹簧的弹力做功。
思维深化判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)物体所受的合外力为零，物体的机械能一定守恒。
()(2)合外力做功为零，物体的机械能一定守恒。
()(3)物体除受重力或弹力外，还存在其他力作用，但其他力不做功，只有重力或弹力做功，物体的机械能一定守恒。
()答案(1)×(2)×(3)√[题组自测]题组一关于重力势能的理解和机械能守恒的判断1．关于重力势能，下列说法中正确的是()A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C．一个物体的重力势能从－5 J变化到－3 J，重力势能减少了D．重力势能的减少量等于重力对物体做的功解析物体的重力势能与参考面有关，同一物体在同一位置相对不同的参考面的重力势能不同，A选项错；物体在零势能面以上，距零势能面的距离越大，重力势能越大；物体在零势能面以下，距零势面的距离越大，重力势能越小，B选项错；重力势能中的正、负号表示大小，－5 J的重力势能小于－3 J的重力势能，C选项错；重力做的功等于重力势能的减少量，D选项对。
第3讲机械能守恒定律及其应用1 重力做功与重力势能(1)重力做功的特点:重力做功与路径无关,只与初、末位置的高度差有关。
(2)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,重力势能就减少;重力对物体做负功,重力势能就增加。
②定量关系:物体从位置A到位置B的过程中,重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量,即W G=-ΔE p。
③重力势能的变化量是绝对的,与参考面的选取无关。
湖南长沙雅礼中学月考)(多选)质量为m的物体,从静止开始以2g的加速度竖直向下运动h高度,下列说法正确的是()。
A.物体的重力势能减少2mghB.物体的机械能保持不变C.物体的动能增加2mghD.物体的机械能增加mgh【答案】CD2 弹性势能(1)定义:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能。
(2)大小:弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关,弹簧的形变量越大,劲度系数越大,弹簧的弹性势能越大。
(3)弹力做功与弹性势能变化的关系:类似于重力做功与重力势能变化的关系,用公式可表示为W=-ΔE p。
【温馨提示】弹性势能是由物体的相对位置决定的。
同一根弹簧的伸长量和压缩量相同时,弹簧的弹性势能相同。
(2018江苏南京10月模拟)如图所示,在光滑水平面上有一物体,它的左端固定连接一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F作用下物体处于静止状态,当撤去F后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中,下列说法正确的是()。
A.弹簧的弹性势能逐渐减少B.弹簧的弹性势能逐渐增加C.弹簧的弹性势能先增加再减少D.弹簧的弹性势能先减少再增加【答案】D3 机械能守恒定律(1)内容:在只有重力或弹力做功的系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。
(2)机械能守恒定律的三种表达形式及应用①守恒观点:a.表达式,E k1+E p1=E k2+E p2或E1=E2。
b.意义,系统初状态的机械能等于末状态的机械能。
高三《机械能守恒定律及应用》复习课的教学设计【教学设计】一、课题：机械能守恒定律及应用二、教材分析：1. 本课是物理学高三有关机械能守恒定律的核心课程，主要内容是对机械能守恒定律的介绍，重点关注它的原理和应用。
2. 该课所使用的教材主要有《新课程标准实验指导》，《高中物理实验》等。
三、教学目标：1. 掌握机械能守恒定律的原理；2. 理解机械能守恒定律的应用；3. 实践性地操作机械能守恒定律。
四、教学重点、难点：1. 重点：机械能守恒定律的原理以及运用其衍生出来的定律；2. 难点：理解并运用机械能守恒定律的应用。
五、教学方法：1. 以活动的形式让学生深入理解机械能守恒定律；2. 小组探究的方法让学生体验实践；3. 图文并茂的方法提供视觉上的说明；4. 采用多媒体的方式进行教学，增加学习的兴趣；5. 尝试将实验与理论结合起来，构建理论。
六、教学过程：一、预习热身1. 学生就机械能守恒定律了解一些基本概念；2. 预习课前读物，准备好今天的教学任务；二、新课呈现1. 引导学生理解机械能守恒定律，引出它的定义、特征及其应用；2. 用图表形象地说明机械能守恒定律的运用；3. 播放多媒体视频提供参考；三、实践操作1. 组织学生进行相关的实验操作，掌握机械能守恒定律的特点；2. 为学生提供实践示范，引导他们进行实践；四、课堂讨论1. 引导学生思考，讨论机械能守恒定律的原理与运用；2. 学生之间以小组学习的形式进行一定的讨论，引导他们理解机械能守恒定律的规律；五、归纳概括1. 教师总结本节课的学习内容，归纳机械能守恒定律的特点及其应用；2. 布置相关的课堂作业，让学生对机械能守恒定律有更深的理解。
七、教学评价：通过学生的课堂回答、团队探究、实验操作等活动，观察学生学习情况，对学生的学习成果进行总结评价，帮助学生及时发现自己的不足，了解自己的学习情况，从而及时改进。
六、辅助教具：多媒体视频、实验室器材、图表示意图、练习题及答案课后作业：1. 将本节课学习的内容记录在课堂笔记本中；2. 根据课堂讲解和实验操作，完成“机械能守恒定律实验报告”；3. 做相关的练习题，复习和巩固机械能守恒定律的原理。
