第一篇：“機械能守恒定律”科學探究的教學設計

“機械能守恒定律”科學探究的教學設計

高中物理新課程將科學探究列為課程目標和課程內(nèi)容，并作為學生自主學習物理的一種有效學習方式?？茖W探究是學生在物理課程或現(xiàn)實生活的情境中，通過自己去發(fā)現(xiàn)問題、調(diào)查研究、動手操作、表達與交流等探究活動，獲得知識、技能、方法的學習方式和學習過程?？茖W探究的目的是讓學生經(jīng)歷探究的過程，獲得理智與情感的體驗，積累科學知識與方法?？茖W探究的目的是把學生置于動態(tài)、開放、生動、多元的學習環(huán)境中，在自主學習、探索中，獲得學習體驗。我在高中物理教學中，試用滬科版高中物理課程標準教科書，就“機械能守恒定律”，一課的教學，進行了實驗探究課的嘗試。這節(jié)課的教學設計過程如下： 1 設計思想

“只有重力做功時，物體的動能和重力勢能可以相互轉化，總的機械能如何變化？”是高一學生經(jīng)常遇到的一個問題。這節(jié)課按照科學探究的要求，組織高一學生根據(jù)力學知識，制定實驗計劃，設計方案和進行操作，通過科學探究，使學生對機械能守恒定律的得出、含義、適用條件有一個明確的認識；學會應用科學探究的方法研究物理問題，探索物理規(guī)律，加深對科學的本質和價值的理解；運用計算機輔助，使學生親身體驗現(xiàn)代科技的影響，掌握將信息技術作為知識獲取工具的方法。2 教學設計

（一）教學目標 ．知識與技能：能理解機械能守恒定律的內(nèi)容；在具體問題中，能判定機械能是否守恒；培養(yǎng)學生的科學探究能力。．過程和方法：通過對科學探究過程的參與，學會獲取知識和實驗技能的方法；能從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現(xiàn)象，分析問題。．情感、態(tài)度、價值觀：分組探究，能引起學生對自然和科技的關注，激發(fā)應用物理知識探究科學問題的熱情，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和相互合作交流的精神。

（二）教學重點

運用所學的力學知識，制定實驗計劃，設計方案，確定操作步驟，進行數(shù)據(jù)處理。

（三）學法教法

教師提出目標，學生分組探究，并互相交流評估。

（四）教學器材

刻度尺、天平、鐵架臺、打點計時器、紙帶、夾子、鉛球、重物、帶孔的小鋼珠、細線、DlS裝置、秒表、皮卷尺、彈簧秤、斜面、滑塊、計算機。

（五）教學過程、引入課題：引導學生回憶已學過的力學知識——勻變速直線運動規(guī)律，單擺等，回憶用過的相關儀器。2、科學探究過程 2.1、提出問題

同學們在蕩秋千的過程中，能量怎樣變化？大家回答動能和重力勢能相互轉化。那么，在此過程中，忽略阻力，當只有重力做功時，人的機械能總量怎樣變化？ 2.2、猜想和假設

學生回憶蕩秋千的過程，相互議論并推測結果。有的學生認為蕩秋千時，秋千上升的高度逐漸降低，最后停下來，因此總機械能逐漸減小；有的學生說秋千在不同的高度，擺動的快慢不同，故機械能變化，且機械能的大小與高度有關；還有學生分析，蕩秋千的最大高度逐漸降低，是因為人受到阻力，若忽略阻力，只有重力做功，人的機械能守恒。眾說紛紜，教師提出，這節(jié)課就讓學生科學探究只有重力做功時，物體的機械能總量如何變化。

2.3、制定計劃與設計實驗

學生分析出實驗需測量的物理量有三個：高度、速度和質量，這樣就可定量研究機械能的變化。教師發(fā)動學生來討論解決這些問題的方法，并要求每組至少設計出一種實驗方案，每種方案有儀器和操作步驟等，然后分組介紹交流，然后篩選出比較好的方案。

其中比較好的方案有以下四種：

(l）器材：秒表、皮卷尺、天平、重物

操作：測出重物的質量，讓它從某一高度處自由下落，測出下落的高度h，及時間t，求出落到地面的速度v =gt，從而探究，是否等于mgh。

(2）器材：秒表、皮卷尺、天平、滑塊、斜面

操作：測出滑塊的質量，讓它從光滑斜面下滑，記錄下從頂端下滑到底端的時間t，再測出斜面的高度h 和長度l，求出末速度v，探究機械能是否守恒。(3）器材：秒表、皮卷尺、鉛球

操作：在高h 處水平拋出一個鉛球，記下鉛球落地所需時間t ；測出下落的高度h 和水平前進的距離S，計算出初速度

和末速度，探究初機械能

和末機械能是否相等。

(4）器材：自由落下的重物和打點計時器，見圖1操作：紙帶上兩點之間的距離等于重物下落的高度，選定幾個計數(shù)點，測出他們之間的距離和重物在各點的速度，探究機械能是否守恒。教師讓學生思考能否設計出更精確易行的實驗方案，學生經(jīng)過閱讀課本和老師的啟發(fā)，得出了第五種實驗方案。(5）單擺和DlS 裝置：見圖2 將DIS（數(shù)字化信息系統(tǒng)）裝置中的光電門先后放在A、B、C、D 各點，測出各點的速度v，再測出各點對點D 的高度。運用所得數(shù)據(jù)探究：單擺的機械能是否守恒。學生都認為利用DlS 裝置可以有效的增進實驗教學效果，借助計算機采集，處理數(shù)據(jù)，可以簡化實驗步驟。2.4 進行實驗與收集數(shù)據(jù)

因受時間限制，每組選取一種方案分組實驗（有的組可在室外）操作，通過觀察收集實驗數(shù)據(jù)，把測量數(shù)據(jù)填入下表。

第二篇：7.9探究機械能守恒定律 教學設計

《探究機械能守恒定律》教學設計

【教學目標】

一、知識與技能

1．知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉化。

2．正確推導重物自由下落過程中的機械能守恒，理解機械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件。

3．在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。

二、過程與方法

1．學會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒。

2．初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現(xiàn)象，分析問題。

三、情感、態(tài)度與價值觀

通過機械能守恒的教學，使學生樹立科學觀點，理解和運用自然規(guī)律，并用來解決實際問題。

【教學重點】

1．掌握機械能守恒定律的理論推證和實驗驗證過程。

3．掌握機械能守恒的條件。

4．在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出機械能定律的數(shù)學表達式。

【教學難點】

1．如何讓學生從事例中感受和猜想物體的機械能轉化遵循什么規(guī)律。

2．在實驗驗證中如何處理紙帶，數(shù)據(jù)如何處理。

【教學方法】

情景創(chuàng)設法、分析推證法、探究與交流討論法。

【教具】

多媒體

【教學過程】

一、情景引入：視頻

回顧：動能和重力勢能的概念。

提問：什么是機械能？

情景創(chuàng)設（視頻）：瀑布、跳高

請同學們根據(jù)提供的情景，描述它們的動能、重力勢能是如何變化和轉化的？

生：水從高處下落：水的重力勢能轉化為動能。

跳高：運動員向上跳高的過程中，動能減小，重力勢能增加；減小的動能轉化為增加的重力勢能。向下則反之。

通過以上事例的分析，你猜想減小的重力勢能與增加的動能之間的關系是怎樣的？

學生猜想：

現(xiàn)在就通過探究來驗證我們的猜想是否正確！

提問：要探究一個物理問題可以從幾方面來探究？

二、理論分析

下面以最簡單的例子從理論分析和實驗探究兩方面來研究機械能的轉化與守恒問題。

先從理論分析來研究重錘自由下落過程中機械能是否守恒

①如圖所示，忽略空氣阻力，設重物的質量為m，當重錘離地面高度為h1時，重錘具有的機械能是：

E1=EK1+EP1=

結論：E1=EK1+EP1=

②當重物繼續(xù)下落至離地面高度為h2處時，重錘具有的機械能是：

E2=EK2+EP2=

結論：E2=EK2+EP2=

③試著比較重錘從h1高處下落到h2高處時動能的增加量Ek與重力勢能的減少量△Ep相等嗎？（現(xiàn)在就從理論上去推導這兩個位置的機械能是否相等）

設問：如果相等會得出什么結論呢？

引導學生利用已經(jīng)學習過的動能定理或運動學知識分析推導得出△Ek=△Ep

既：

結論：由于動能的增加量△Ek與重力勢能的減少量△Ep相等，因此E1=E

2上面是從分析重錘自由下落過程中得出的結論。這個結論具有普遍意義嗎？

提問：物體在做斜拋運動時這個結論也正確嗎？

分析圖中斜拋物體的頻閃照片，你也能得出“斜拋物體的動能和勢能互相轉化，但在任一位置的機械能都相同”的結論嗎？（留給學生課后探究）

總結：研究證明，在只有重力做功的情況下，不論物體是做直線運動還是做曲線運動，這個結論都是正確的。

機械能守恒定律：在只有重力做功的情況下，物體的動能和勢能可以互相轉化，而且機械能的總量保持不變。

即：E=EK+EP=恒量

三、實驗驗證

提問：如何設計一個實驗來驗證機械能守恒定律呢？

在現(xiàn)有器材的條件下，這節(jié)課推薦大家用自由下落的重物和打點計時器驗證機械能守恒定律。

實驗裝置如圖所示：

【儀器和器材】

電磁打點計時器，學生電源，方座支架，直尺，重錘，紙帶，復寫紙，導線。

實驗前的準備工作：

引導學生：

⑴如何選擇紙帶

提問：某個位置的機械能能不能測量？怎樣測量？

⑵如何測量記數(shù)點的速度？即：V1，V2的速度。

⑶如何測量重物的重力勢能的減少量mg△h和動能的增加量兩個量來驗證機械能是否守恒。

？并用這

由于數(shù)據(jù)比較多我給大家提供了一組參考的數(shù)據(jù)表格，同學們可以根據(jù)自己的實際情況設計更加具體的實驗步驟和數(shù)據(jù)表格。

數(shù)據(jù)處理參考表格（并借助計算機數(shù)表軟件處理實驗數(shù)據(jù)）

學生分組實驗：

⑴老師及時觀察學生的實驗并與學生互動。

⑵實驗數(shù)據(jù)分析與處理

⑶學生匯報實驗結果

這節(jié)課我們借助計算機數(shù)表輔助數(shù)據(jù)處理。這樣使我們處理數(shù)據(jù)更加的簡單，方便。

四、交流討論（作業(yè)）

一個學生騎自行車沿著斜坡自然下滑時，機械能是否守恒。

第三篇：“機械能守恒定律”教學設計

“機械能守恒定律”教學設計

貴陽三十七中：盧深

教學目標：

1、知識與技能

⑴通過實驗認識動、勢能的相互轉化現(xiàn)象

⑵利用動能定律研究動、勢能相互轉化的關系

⑶理解機械能守恒定律，會判斷何時使用它并進行簡單的運用

2、過程與方法

⑴通過實驗觀察單擺的運動情況，培養(yǎng)學生的觀察能力和語言表達能力

⑵采用分組討論，探究如何利用動能定理研究動、勢能相互轉化關系，及機械能守恒定律應用條件，培養(yǎng)學生思維能力和動手動腦能力

3、情感態(tài)度與價值觀

培養(yǎng)學生的探究精神，激發(fā)學生的學習熱情和興趣 重點、難點：

重點：理解機械能守恒定律，知道它的適用條件 難點：利用動能定理推導機械能守恒定律 設計思路：

“機械能守恒定律”在力學中占用很重要的地位，它是歷年來考察的重點，學會此定律后，學生在處理恒力或變力的運動學問題上，又多了一個更好更簡單的方法。具體設計如下：在本節(jié)課上注意與初中教材的聯(lián)系，因而適當復習初中學過的內(nèi)容，并在此基礎上定量的展開。利用演示實驗給學生一個感性的印象，通過動手探究及實驗觀察，讓學生共同討論，得出何時使用機械能守恒定律，并引導學生將知識運用于變力和曲線運動的具體問題中，注意擴展知識，把知識講活，從而達到預定的三維教學目標。教學方法：

講授 實驗 討論 探究 學習方法： 自主 探究 教學儀器：

動勢能轉化演示儀、小鋼珠、鐵架臺、線、紙板、泡沫球 教學過程：

一、新課引入 創(chuàng)設情境，提出問題

實驗1：演示動、勢能轉化

師：觀察小鋼珠的運動情況，講講動勢能的變化

生：向上運動時，速度越來越小，動能越來越??；離地越來越高，勢能增加，動能轉化為勢能

說明：此內(nèi)容及實驗在初中階段學生已學過，因而不需花很多時間，只是喚起學生的記憶，為下面內(nèi)容打基礎。

那動勢能相互轉化有何特點？有何關系呢？ 板書：7-6 機械能守恒定律

二、新課教學

在初中知道

板書

1、動能、重力勢能、彈性勢能統(tǒng)稱機械能E=EP+EK 實驗2：用線將小鋼球懸掛固定于鐵架臺上，鐵架臺上在固定畫了平行線的線板

將小鋼球拉到A點，然后放開 說明小鋼球放開時應平行于紙板，否則它將做圓錐擺 問題：實驗觀察到什么？

生：小球開始擺動，小球下降速度越來越快，而上升速度越來越慢

師：能量是如何轉化呢？

生：下降時，重力勢能轉化為動能；上升時，動能轉化為重力勢能

師：還有什么現(xiàn)象？若小球從A開始

生：到A的那一側，與A同高

師：若在擺球擺動時，擺長改變又如何？ 實驗3：用尺子在某一點擋住細線 生：與剛才現(xiàn)象一樣

師：有誰能用語言描述一下剛才的實驗現(xiàn)象？

生：小球拉高到A，放手開始擺動過程中動勢能相互轉化，且小球會擺動到與A同高

師：回答的很好。實驗給我們感覺是從某高度擺動又會回到另一側同高度，始末的重力勢能似乎一樣？。。。暫時不急回答?，F(xiàn)在來復習動能定理，何為動能定理？

生：物體合力做功的結果使物體動能增加 板書：W=△EK

在使用動能定理師，應先對物體受力分析，進而分析它在力的方向上是否發(fā)生位置改變，判斷力是否做功，然后只需找到初末速度既可。

說明：對于學習差的同學進行動能定理使用的提醒是很必要的。課件：某質量為m的物體自由下落。經(jīng)過高度h1的A點時速度為V1,下落到高度為h2的B點時速度為V2.。請用動能定理推導A、B點機械能的關系。

學生分組討論（5分鐘后）教師將學生每組代表的推導過程放在實物投影上進行投影討論

設計意圖在于:⑴提高學生分析問題的探索能力

⑵通過討論可增強學生之間的合作意識，培養(yǎng)學生的合作能力，同時也可提高學生學習知識的主動性。討論結果：在自由落體運動中，A、B的機械能相同 師：在剛才單擺試驗中，單擺受幾個力？若不計空氣阻力

生：重力、拉力

師：這兩個力都做功嗎？

生：在從A點到最低點時，重力做功，而拉力不做功 師：那單擺從A到C，它們同高度，說明什么？ 生：同高度說明A、C兩點重力勢能相同

師：那在A點和C點單擺是否有速度？有動能？

生：無

師：那你得到何結論？

生：在單擺試驗中，A、C兩點機械能相同 實驗4：用泡沫替代鋼球重做單擺實驗 生：不能回到同高度，且迅速停下 師：為什么？ 生：因有空氣阻力

師：此時空氣阻力還能忽略嗎？ 生：不能

師：正是由于在現(xiàn)實生活中阻力不能忽略，因而鐘擺會停下來，但在物理題目中往往忽略不計阻力。通過剛才的鋼球單擺實驗和你們的推導，請你們講講它們有何共同之處? 學生討論

生：它們都只有重力做功，且機械能相等

不僅重力勢能和動能可以相互轉化，彈性勢能和動能也可以相互轉化。通過研究發(fā)現(xiàn)，若只有彈力做功，機械能也相等

板書：在只有重力、彈力做功的情況下，物體的動、勢能發(fā)生相互轉化，但機械能的總量保持不變，此為機械能受恒定律。

課件：練習：在下列例子中，那些情況機械能守恒？ ⑴跳傘員帶著張開的降落傘在空氣中勻速下落 ⑵拋出的標槍在空中運動

⑶拉著一個物體沿光滑斜面勻速上升

⑷用細繩栓著一小球，使小球在豎直面內(nèi)做圓周運動

⑸在光滑水平面上運動的小球碰到一個彈簧，壓縮后，又被彈回 學生討論并解答

課件：以10m/s的速度將質量為m的物體豎直向上拋出，若空氣阻力忽略，g=10m/s2,則物體上升的最大高度是多少？ 用ppt演示解題步驟

三、課堂小結 課后反思：

本節(jié)課是按照新課標的標準來設計的，將課堂還于學生。教師在教學設計中遵循學生的認知規(guī)律，從實驗著手，使學生對物理規(guī)律的建立和理解有一個從感性到理性，從定性到定量的過程，從而使學生對物理規(guī)律學習并不感到陌生，而通過學生自己動手進行推導、討論的形式，讓學生體會探究的樂趣。通過實物投影的方式，使學生不僅認識到自己犯的錯誤，而且加深了印象，這樣使學生能夠積極地參與問題的分析、討論、交流和體驗，從被動接受知識的習慣中解脫出來，在自主的氛圍中理解掌握知識，發(fā)展提升能力。但由于學生參差不齊，因而在課堂上一定要進行動能定律的復習和靈活處理。

第四篇：機械能守恒定律 教學設計

機械能守恒定律

教學內(nèi)容：功，動能定理，勢能，機械能守恒定律

教學目的：掌握功的概念，會計算變力做的功。掌握保守力做功的特點和勢能概念，并了解勢能曲線概念。掌握質點的動能定理及功能原理，機械能守恒，并能掌握運用守恒定律解決問題的思路和方法。

教學安排：課前20分鐘以討論形式展開布置給同學們自學的內(nèi)容。本講安排約50分鐘。（即一個學時）

教學媒體：電子教案 本講重點：

? 重點之一：掌握功的概念，會計算變力的功。

? 重點之二：如何運用功能原理和機械能守恒解決問題。? 重點之三：掌握勢能的概念 ? 難點之一：一對力做功的特點

? 難點之二：機械能守恒的條件的滿足與參考系有關。

教學方法：

一 引入

1).提問討論，讓同學比較高中的知識與新知識。更深刻理解變力作功的特點。

2).以討論形式展開教學，活潑課堂啟發(fā)同學。因為這是大學物理開篇的幾堂課，要讓同學積極加入思維活動，以便后繼課的展開。

二 教學內(nèi)容的展開及對重點的處理

本講以討論形式展開，引入各種概念定理，要求同學抓注重點。此中矢量仍是一個重點并難點。為此一般以范例教學，加強互動來展開教學。本講仍然從討論的對象是質點過渡到質點系。要求同學對這三講的內(nèi)容作比較分析，對以質點系為研究對象如何研究系統(tǒng)的性質有深刻的理解。

對勢能內(nèi)容的處理要注意幾個同學容易忽略的問題（在電子教案中有體現(xiàn)）。另外對勢能曲線的講授可以在有課時的情況下作一些補充。在講授中注意啟發(fā)，（見電子教案）三 對難點的處理

對難點之一的處理：先以子彈穿墻為例說明一對力作功不為零的情形。引出一對力作功的問題。在講授中對學生強調(diào)現(xiàn)在所討論的問題是針對以質點系為研究對象。

對難點之二的處理：一般擬放在習題課中講授。在總結各守恒條件時可以以運動車廂的彈簧為例說明機械能守恒的條件滿足與參考系有關。四 布置作業(yè)

讓同學對三個守恒定律的應用作總結。培養(yǎng)同學解決問題的能力。

《課堂講授》流程圖

第五篇：《機械能守恒定律》教學設計

《機械能守恒定律》教學設計

本節(jié)教材分析：通過前面幾節(jié)內(nèi)容的學習，學生知道了重力做功會引起重力勢能的變化，彈簧的彈力做功會使彈性勢能發(fā)生變化，合外力的功將引起動能的變化。使學生對于曾經(jīng)在初中階段學過的一些定性東西逐漸找到了定量方面的聯(lián)系，對功能的認識也加深了，也萌發(fā)繼續(xù)探究下去的興趣。那么，在動能、重力勢能和彈性勢能都參與轉化的過程中，情況又將如何呢？從知識發(fā)展的線索來看，本節(jié)內(nèi)容，既是對前幾節(jié)內(nèi)容學習的總結，也是對能量守恒定律的鋪墊。通過本節(jié)內(nèi)容的學習，學生對功是能量變化的量度會更加深刻的理解，也是從不同角度處理理學問題提過良好的途徑。本節(jié)內(nèi)容是本章的重點內(nèi)容。通過學習，學生不難掌握機械能守恒的表達式和運用機械能守恒定律求解比較簡單的問題，但對具體問題中機械能守恒條件是否滿足的判斷還有一定難度，因此，機械能守恒定律條件的理解是本節(jié)內(nèi)容的難點。

一、教學目標

知識與技能

1．知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉化。

2．會正確推導物體在光滑曲面上運動過程中的機械能守恒，理解機械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件。

3．在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。過程與方法

1.學會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒。

2．初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現(xiàn)象，分析問題。情感、態(tài)度與價值觀

1.通過能量守恒的教學，使學生樹立科學觀點，理解和運用自然規(guī)律，并用來解決實際問題。

2．應用機械能守恒定律解決具體問題。

二、教學重點、難點

教學重點

1．掌握機械能守恒定律的推導、建立過程，理解機械能守恒定律的內(nèi)容。2．在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學表達式。教學難點

1．從能的轉化和功能關系出發(fā)理解機械能守恒的條件。

2．能正確判斷研究對象在所經(jīng)歷的過程中機械能是否守恒，能正確分析物體系統(tǒng)所具有機械能。

三、教學方法

問題串教學、探究、講授、討論、練習。

四、教學準備

電腦、投影儀、細線、小球，帶標尺的鐵架臺、彈簧振子。

五、教學過程

[新課導入]

問題1：前面我們學習了那些能量？

問題2：這些能量概念是什么？表達式是什么？

（學生回答并且舉例說明，教師根據(jù)學生回答情況給予引導）問題3：動能、重力勢能和彈性勢能的變化是什么力做功決定呢？（讓學生進一步加深理解功是能量轉化的量度）問題4：我們已學習了重力勢能、彈性勢能、動能．這些不同形式的能是可以相互轉化的，那么在相互轉化的過程中，他們的總量是否發(fā)生變化?這節(jié)課我們就來探究這方面的問題． [新課教學]

一、動能和勢能的相互轉化

師：現(xiàn)在大家看這樣幾個例子，分析各個物體在運動過程中能量的轉化情況．

(課件展示教材上的實例，包括自由下落的物體、沿光滑斜面向下運動的物體、豎直上拋的物體等等，這些物體最好是具體的實物，以增加學生學習的興趣，減小問題的抽象性)

師：我們先來看自由落體運動的物體，自由落體運動是一種最簡單的加速運動，在這個運動過程中能量的轉化情況是怎樣的?

生：在自由落體運動中，物體在下落的過程中速度不斷增大，動能是增加的；而隨著高度的減小，物體的重力勢能是減少的．

師：在豎直上拋運動的過程中，能量的轉化情況又是怎樣的?

生：豎直上拋運動可以分成兩個階段，一個是上升過程的減速階段，一個是下落過程的加速階段，下落過程的加速階段能量的變化過程和自由落體運動中能量的轉化過程是一樣的，動能增加，重力勢能減少，因為這個階段的運動實質上就是自由落體運動．在上升過程中，物體的動能減少，重力勢能增加．

師：物體沿光滑斜面上滑，在運動過程中受到幾個力，有幾個力做功，做功的情況又是怎么樣的?

生：在物體沿光滑的斜面上滑時，物體受到兩個力的作用，其中包括物體受到的重力和斜面對它的支持力，這兩個力中重力對物體做負功，支持力的方向始終和物體運動方向垂直，所以支持力不做功．

師：在豎直上拋過程中能量的轉化情況是怎樣的?

生：在豎直上拋過程中，先是物體的動能減少，重力勢能增加，然后是重力勢能減少，動能增加．

師：我們下面再看這樣一個例子：

(演示：如圖5．8—1，用細線、小球、帶有標尺的鐵架臺等做實驗．把一個小球用細線懸掛起來，把小球拉到一定高度的A點，然后放開，小球在擺動過程中，重力勢能和動能相互轉化．

我們看到，小球可以擺到跟A點等高的C點，如圖5．8—1甲．如果用尺子在某一點擋住細線，小球雖然不能擺到C點，但擺到另一側時，也能達到跟A點相同的高度，如圖5．8—1乙)

師：在這個小實驗中，小球的受力情況如何?各個力的做功情況如何?這個小實驗說明了什么問題?能否找到一個守恒量？

生：小球在擺動過程中受重力和繩的拉力作用．拉力和速度方向總垂直，對小球不做功，只有重力對小球能做功．

實驗證明，小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉化．在擺動過程中，小球總能回到原來的高度．可見，重力勢能和動能的總和不變． 師：上面幾個例子都是說明動能和重力勢能之間的相互轉化，那么動能和另外一個勢能——彈性勢能之間的關系又是什么呢?我們看下面一個演示實驗．

(實驗演示，如圖5．8—2，水平方向的彈簧振于．用彈簧振子演示動能和彈性勢能的相互轉化)

師：在這個小實驗中，小球的受力情況如何?各個力的做功情況如何?這個小實驗說明了什么?(學生觀察演示實驗，思考問題，選出代表發(fā)表見解)生1：小球在往復運動過程中，豎直方向上受重力和桿的支持力作用，水平方向上受彈力作用．重力、支持力和速度方向總垂直，對小球不做功；只有彈簧的彈力對小球能做功．

生2：實驗證明，小球在往復運動過程中彈性勢能和動能在不斷轉化．小球在往復運動過程中總能回到原來的位置，可見，彈性勢能和動能的總和應該不變．

師：動能和重力勢能的總和或者動能和彈性勢能的總和叫做什么能量? 生：動能和重力勢能和彈性勢能的總和叫做機械能．

師：上述幾個例子中，系統(tǒng)的機械能的變化情況是怎樣的? 生：雖然動能不斷地變化，勢能也不斷地變化，它們的變化應該存在一個規(guī)律，即總的機械能是不變的．

二、機械能守恒定律

師：我們來看這樣一個問題：

(課件展示課本76頁圖7．8—3的問題，學生自主推導結論，老師巡視指導，及時解決學生可能遇到的困難．投影學生的推導過程，和其他學生一起點評)物體沿光滑曲面滑下，只有重力對物體做功．用我們學過的動能定理以及重力的功和重力勢能的關系，推導出物體在A處的機械能和B處的機械能相等．

師：這個問題應該怎樣解決，結論是什么? 生：推導的結果為：Ek2 +EP2 =Ek1 + EP1，即E1= E2． 師：這個結論用文字敘述應該是什么? 生：動能和重力勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變． 師：這個結論的前提是什么? 生：這個結論的前提是在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)．

師：除了這樣一個條件之外，在只有彈力做功的系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉化，而總的機械能不變．

師(得出結論)：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變，這就是機械能守恒定律．

（課件展示出讓學生判斷各個實例中機械能是否守恒。學生練習，并讓學生主動解釋教師適時給予引導，給出正確的評價）(投影展示課本76—77頁例題，學生嘗試獨立解決這個問題，在解決問題中體會用機械能守恒定律解決問題的一般步驟)把一個小球用細線懸掛起來，就成為一個擺，擺長為L，最大傾角為θ．小球到達最底端的速度是多大? 師：這個問題應該怎樣分析? 生：和剛才舉的例子一樣，小球在擺動過程中受到重力和細線的拉力．細線的拉力與小球的運動方向垂直，不做功，所以整個過程中只有重力做功，機械能守恒．小球在最高點只有重力勢能，沒有動能，計算小球在最高點和最低點的重力勢能的差值，根據(jù)機械能守恒定律就能得到它在最低點的動能，從而計算出在最低點的速度．

師：具體的解答過程是什么?

師：通過這個題目的解答，你能夠得到什么啟發(fā)呢? 生1：機械能守恒定律不涉及運動過程中的加速度和時間，用它來處理問題要比牛頓定律方便．

生2：用機械能守恒定律解題，必須明確初末狀態(tài)機械能，要分析機械能守恒的條件． 師：下面大家總結一下用機械能守恒定律解決問題的一般步驟．

(投影學生總結的用機械能守恒定律解題的一般步驟，組織學生討論完善這個問題，形成共同的看法)(參考解題步驟)生：可以分為以下幾步進行： 1．選取研究對象——系統(tǒng)或物體．

2．根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程．進行受力、做功分析，判斷機械能是否守恒． 3．恰當?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在過程的初末狀態(tài)時的機械能． 4．根據(jù)機械能守恒定律列方程，進行求解．

師：它和動能定理解題的相同點是什么呢? 生：這兩個定理都可以解決變力做功問題和運動軌跡是曲線的問題．它們都關心物體初末狀態(tài)的物理量．

師：用動能定理和機械能守恒定律解題的不同點是什么? 生：機械能守恒定律需要先判斷機械能是不是守恒，而應用動能定理時要求要比機械能守恒定律條件要寬松得多．應用機械能守恒定律解決問題首先要規(guī)定零勢能面，而用動能定理解決問題則不需要這一步．

師：剛才同學們分析得都很好，機械能守恒定律是一個非常重要的定律，大家一定要熟練掌握它．

實例探究：如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一段四分之一圓弧軌道，半徑OA在水平方向，一個質量為m的小球從頂端A點由靜止開始下滑，不計摩擦，求小球到達軌道底端B點時小球對軌道壓力的大小為多少？ [課堂小結]

（讓學生根據(jù)聽課效果給出總結，教師點評指正。）

[板書設計]

機械能守恒定律

1、內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動能和勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變。

Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

2、表達式： E1=E

21122mv?mgh?mv221?mgh1 22

3、適用條件：只有重力做功或彈力做功

注：此處彈力高中階段特指彈簧類彈力

六、教學后記

繼動能定理以后，我們緊接著又開始學習用能量方法解決問題的另外一個重要的知識點，在這一節(jié)的教學中，首先讓學生能夠從各種不同的例子中體會能量之間可以相互轉化，而機械能內(nèi)部的動能和重力勢能以及彈性勢能之間當然可以相互轉化，轉化的條件是相應的重力做功或者彈力做功．在教學中可以利用例題讓學生自己總結用機械能守恒定律解決問題的一般步驟，由于是學生自己推導出來的，所以記憶當然深刻．在教學中對學有余力的同學可以安排較難的題目供他們選擇，也可以讓他們分別用動能定理和機械能守恒定律解決同樣一個問題，以便比較這兩種方法的相同點和不同點．