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第八章 机械能守恒定律
4 机械能守恒定律
知识点一 机械能
1．重力势能与动能．
物体由自由下落或沿光滑斜面下滑时，重力对物体做正功，物体的重力势能减少，动能增加，重力势能转化成了动能，如图甲所示．
2．弹性势能与动能．
被压缩的弹簧具有弹性势能，弹簧恢复原来形状的过程，弹力做正功，弹性势能减少，被弹出的物体的动能增加，弹性势能转化为动能，如图乙所示．
3．机械能．
重力势能、弹性势能和动能的总称，通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式．
知识点二 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，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变．
2．守恒定律表达式：
(1)Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2 即ΔEk增＝ΔEp减．
(2)Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep2．
(3)E2＝E1．
3．守衡条件：只有重力或系统内的弹力做功．
拓展 能量守恒定律
1．定律内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量保持不变．
2．建立定律的两个重要事实．
(1)确认了永动机的不可能性．
(2)各种自然现象之间能量的相互联系与转化．
3．功和能的关系可以从以下三个层次来理解和把握：
(1)能量有多种不同的形式，且不同形式的能量可以相互转化．
(2)不同形式的能量之间的转化通过做功来实现，即做功的过程就是能量转化的过程．
(3)做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式，即能量转化的多少可用做功的多少来量度．
【例1】(多选)如图甲至图丁所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )
A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒
B．乙图中，在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，物体B机械能守恒
C．丙图中，不计任何阻力时，A加速下落，B加速上升过程中，A、B系统机械能守恒
（新教材）统编人教版高中物理必修二第八章第4节《机械能守恒定律》优质说课稿
今天我说课的内容是新人教版高中物理必修二第八章第4节《机械能守恒定律》。第八章是机械能，讲述机械能守恒定律。任何人类活动都离不开能量。在长期的科学实践中，人们发现不同形式的能量可以互相转化，并且能量的转化与功的概念紧密相连。这是因为，如果在一个过程中存在做功的现象，就必然存在能量变化的现象，功的计算能够为能量的定量表达及能量的变化提供分析的基础。《机械能守恒定律》一节主要讲解动能的表达式和动能定理。本课教学承担着实现本单元教学目标的任务，为了更好地教学，下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科核心素养、教学重难点、学情分析、教学方法、教学准备、教学过程等方面进行说课。
一、说课程标准
普通高中物理课程标准（2017版2020年修订）【内容要求】：“2.1.4
理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。”
二、说教材分析
本课教材主要内容有三个方面：追寻守恒量、动能与势能的相互转化、机械能守恒定律。教材一开始以伽利略的小球实验引入，让学生思考小球运动后面的物理知识；紧接着讲述了科学家们追寻守恒量的历史；在此基础上，教材分析了动能与势能的相互转化，从而得出机械能可以从一种形式转化成另一种形式的结论；教材又以动能与势能的
相互转化（定量分析）为例得出机械能守恒定律；教材最后讲述了守恒定律的重要意义。教材安排有思考与讨论以提高学生理解、探究分析解决问题的能力。
三、说教学目标
1.了解科学家们追寻守恒量的过程，能理解动能与势能的相互转化。
2.理解机械能的概念及机械能可以从一种形式转化成另一种形势。
3.理解机械能守恒定律和守恒定律的意义。
四、说核心素养：
1.物理观念：通过学习机械能守恒定律，能从物理学视角形成能量观；形成从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的能力。
机械能
【知识结构】
【基本概念与基本规律】
1．对公式W = F s cosθ的理解
（1） 只适用于恒力做功的计算，对于变力做功，上式一般不适用；
（2） 公式中的s是力的作用点的位移，θ是力F与位移s的夹角；
（3） 功是相对物理量，在计算功时，通常取地球为参考系；
（4） 注意区别合力的功与某一个力的功；
（5） 正功、负功的物理意义：表示输入能量或耗散能量。功的正负不表示功的大小，比较功的大小必须看功的绝对值；
（6） 功是过程物理量，其数值通常与具体的物理过程有关。
例1（1993年·全国）如图所示，小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上。从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力 （ C ）
A．垂直于接触面，做功为零 B．垂直于接触面，做功不为零
C．不垂直于接触面，做功为零 D．不垂直于接触面，做功不为零
2．功率
（1） 定义式 tWP
① 它是普适的，不论是恒力的功，还是变力的功，它都是适用的；
② 它表示t时间内的平均功率，当力非均匀地做功时，它粗略地描述了力做功的快慢程度； 机
械
能 基本概念 功率
基本规律 做功跟动能改变的关系 21222121mvmvW总
机械能守恒定律 Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2 平均功率
瞬时功率 P = F v cosθ P = W / t
P = F v cosθ 恒力功 W = F s cosθ
机械能 动能 221mvEk
势能 重力势能 Ep = mgh
弹性势能
重力做功跟重力势能改变的关系
③ 应注意P、W、t的同一性；
平均功率与时间段的选取相关。
（2） 条件式 P = F v cosθ
① 式中的θ是力F与速度v夹角，必须注意与公式W = F s cosθ中的θ的区别，两者的意义不同，数值也不一定相同；
机械能守恒定律
教学目标 核心素养 物理观念：知道什么是机械能，理解动能和势能之间可以相互转化；
科学思维：理解机械能守恒的含义及其适用条件，会判定是否守恒；
科学探究：会探究动能和势能的转化关系；
科学态度与责任：通过追寻守恒量的学习，是学生树立科学观点，理解自然规律。
教学重点 1．机械能守恒定律的推导及理解
2．机械能守恒的判定及简单应用
3．
教学难点 1．机械能守恒条件的理解
2．机械能守恒的判定
3．
高考考点
课 型 新授 教 具
教 法
教 学 过 程
教学环节 教师活动预设 学生活动预设
复习回顾：
1．什么是重力势能，有哪些性质，正负的含义。
2．重力做功的特点及与重力势能变化的关系。
3．弹力做功和弹性势能变化的关系。
4．什么是动能？如何量度动能的变化？
新课引入：
问题1：跳高运动员是以高度来计算成绩，为什么他们在跳之前要助跑呢？
其他学生补充日常生活中动能和势能相互转化的例子。
教师总结，动能和势能可以相互转化，在转化过程中，二者之和会不会变化呢？
学生分析动能和势能可以相互转化。
教学环节 教师活动预设 学生活动预设
一、追寻守恒量
伽利略曾研究过小球在斜面上的运动，如图示，发现无论斜面B比斜面A陡些还是缓些，小球的速度最后总会在斜面上某点变为0，这点距斜面低端的高度高度与它出发时的高度基本相同，如果忽略阻力和摩擦力，两个高度应该完全相同，不会低些也不会高些。
思考：在小球运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？
教师总结：小球每次好像“记得”自己的起始高度，到达另一边总要到达原来的高度，这说明小球运动过程中动能和势能是相互转化的，转化中某个量是保持不变的。
小游戏，找一名同学上讲台，用一细线栓一小球，将小球拉倒该同学鼻尖位置，释放，观察学生的反映。
二、动能和势能的相互转化
1．动能和重力势能的转化
分析下落的果实、过山车、斜抛的物体等自然现象中机械
