機械能守恒定律教案

　　作為一名人民教師，常常要根據教學需要編寫教案，編寫教案有利于我們準確把握教材的重點與難點，進而選擇恰當的教學方法。那么你有了解過教案嗎？下面是小編幫大家整理的機械能守恒定律教案，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。

機械能守恒定律教案1

　　教 學 目 標知識與技能

　　1。會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度。

　　2。掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理。

　　過程與方法

　　通過用紙帶與打點計時器來驗證機械能守恒定律，體驗驗證過程和物理學的研究方法。

　　情感、態度與價值觀

　　通過實驗驗證，體會學習的快樂，激發學習的興趣；通過親身實踐，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學觀。培養學生的觀察和實踐能力，培養學生實事求是的科學態度。

　　教學重點、難點教學重點

　　掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理。

　　教學難點

　　驗證機械能守恒定律的誤差分析及如何減小實驗誤差的方法。

　　教 學 方 法 探究、講授、討論、練習

　　教 學 手 段教具準備

　　重物、電磁打點計時器以及紙帶、復寫紙片、低壓電源及兩根導線、鐵架臺和鐵夾、刻度尺、小夾子。

　　教 學 活 動

　　[新課導入]

　　師：上一節課我們學習了機械能守恒定律，我們首先采復習一下什么叫做機械能守恒定律?

　　生：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動能與勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變。這叫做機械能守恒定律。

　　師：機械能守恒的條件是什么?

　　生：只有重力和彈力做功。

　　師：自由落體運動中機械能是不是守恒?

　　生：自由落體運動中物體只受到重力的作用，這個過程只有重力做功，所以機械能是守恒的。

　　師：我們要想推導出機械能守恒定律在自由落體中的具體表達式，可以根據什么來進行推導呢?

　　生1：可以通過牛頓運動定律進行推導。

　　生2：可以根據動能定理進行推導。

　　(投影展示與一個自由落體運動相關的題目，從題目中知道有關的物理量，讓學生分別根據牛頓運動定律和動能定理推導機械能守恒定律，再一次熟悉這個定律，并為本節課的教學打下基礎)

　　[新課教學]

　　1、推導出機械能守恒定律在本實驗中的`具體表達式。

　　在圖1中，質量為m的物體從o點自由下落，以地作零重力勢能面，下落過程中任意兩點a和b的機械能分別為：

　　ea= ， eb=

　　如果忽略空氣阻力，物體下落過程中的機械能守恒，于是有

　　ea=eb，即 =

　　上式亦可寫成

　　該式左邊表示物體由a到b過程中動能的增加，右邊表示物體由a到b過程中重力勢能的減少。等式說明，物體重力勢能的減少等于動能的增加。為了方便，可以直接從開始下落的o點至任意一點（如圖1中a點）來進行研究，這時應有： ----本實驗要驗證的表達式，式中h是物體從o點下落至a點的高度，va是物體在a點的瞬時速度。

　　師：在做實驗之前，我們首先要明確這樣幾個問題，首先這個實驗需要什么器材?

　　生：最容易想到的器材是重物、電磁打點計時器以及紙帶。復寫紙片。低壓電源及兩根導線，鐵架臺和鐵夾，刻度尺，小夾子。

機械能守恒定律教案2

　　一、教學目標

　　知識與技能：知道動能和勢能之間的轉化關系，會用動能定理進行計算;

　　過程與方法：通過對機械能守恒的探究過程，提高學生觀察和分析的能力；

　　情感態度與價值觀：體會物理之間的緊密聯系，提高科學的嚴謹性。

　　二、教學重難點

　　重點：機械能守恒定律的理解與應用;

　　難點：動能與勢能之間的轉化關系。

　　三、教學過程

　　環節一：新課導入

　　教師找學生上臺演示實驗：用細繩拴住一個小球，將小球擺動一定的角度，并靠近同學的鼻尖，根據實驗結果讓學生分析并不會碰到鼻子的原因是什么?引入新課“機械能守恒定律”。

　　環節二：新課講授

　　(一)動能與勢能餓相互轉化

　　通過上述實驗引導學生得到動能和勢能之間可以相互轉化，并通過自由落體得出重力勢能減少，動能增加的關系。

　　教師接下來組織學生進行思考討論，還有哪些動能與勢能之間相互轉化的.例子，并找同學分享討論的結果。

　　教師總結：上述例子能夠看出動能和勢能之間可以相互轉化，動能和勢能統稱為機械能，彈性勢能屬于勢能，并提問學生他們之間有哪些關系?從而引入機械能守恒定律。

　　(二)機械能守恒定律

　　結合教材中給出的自由落體例子，提示學生在AB兩點的機械能是多少?從A-B動能怎么變化，重力做功與重力勢能之間的關系，并組織學生以4人為一組進行討論，教師加以指導。并提問學生的討論結果。

　　教師通過讓學生根據結論總結出規律后在給出機械能守恒定律的定義：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動能與勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變。這叫做機械能守恒定律。

　　教師強調出機械能守恒定律的適用條件。

　　環節三：鞏固提高

　　例題鞏固

　　學生判斷以下幾種情況機械能是否守恒?( )

　　A、豎直上拋運動

　　B、做平拋運動的小球

　　C、沿光滑的斜面下滑的物體

　　D、豎直方向勻速下降的物體

　　環節四：小結作業

　　小結：師生共同總結本節課的內容

　　作業：完成書后的練習題。

　　【板書設計】

　　（略）

機械能守恒定律教案3

　　一、教學目標

　　1.在物理知識方面要求.

　　(1)掌握機械能守恒定律的條件;

　　(2)理解機械能守恒定律的物理含義.

　　2.明確運用機械能守恒定律處理問題的優點，注意訓練學生運用本定律解決問題的思路，以培養學生正確分析物理問題的習慣.

　　3.滲透物理學方法的教育，強調用能量的'轉化與守恒觀點分析處理問題的重要性.

　　二、重點、難點分析

　　1.機械能守恒定律是力學知識中的一條重要規律.是一個重點知識.特別是定律的適用條件、物理意義以及具體應用都作為較高要求.

　　2.機械能守恒定律的適用條件的理解以及應用，對多物理生來說，雖經過一個階段的`學習，仍常常是把握不夠，出現各式各樣的錯誤.這也說明此項正是教學難點所在.

　　三、教具

　　投影片若干，投影幻燈，彩筆，細繩，小球，帶有兩個小球的細桿，定滑輪，物塊m、M，細繩.

　　四、教學過程設計

　　(一)復習引入新課

　　1.提出問題(投影片).

　　(1)機械能守恒定律的內容.

　　(2)機械能守恒定律的條件.

　　2.根據學生的回答，進行評價和歸納總結，說明(1)機械能守恒定律的物理含義.

　　(2)運用機械能守恒定律分析解決物理問題的基本思路與方法.

　　(二)教學過程設計

　　1.實例及其分析.

　　問題1 投影片和實驗演示.如圖1所示.一根長L的細繩，固定在O點，繩另一端系一條質量為m的小球.起初將小球拉至水平于A點.求小球從A點由靜止釋放后到達最低點C時的速度.

　　分析及解答：小球從A點到C點過程中，不計空氣阻力，只受重力和繩的拉力.由于繩的拉力始終與運動方向垂直，對小球不做功.可見只有重力對小球做功，因此滿足機械能守恒定律的條件.選取小球在最低點C時重力勢能為零.根據機械能守恒定律，可列出方程：

　　教師展出投影片后，適當講述，然后提出問題.

　　問題2 出示投影片和演示實驗.在上例中，將小球自水平稍向下移，使細繩與水平方向成角，如圖2所示.求小球從A點由靜止釋放后到達最低點C的速度.

　　分析及解答：仍照問題1，可得結果

　　問題3 出示投影片和演示實驗.現將問題1中的小球自水平稍向上移，使細繩與水平方向成角.如圖3所示.求小球從A點由靜止釋放后到達最低點C的速度.

　　分析及解答：仿照問題1和問題2的分析.

　　小球由A點沿圓弧AC運動到C點的過程中，只有重力做功，滿足機械能守恒.取小球在最低點C時的重力勢能為零.

　　根據機械能守恒定律，可列出方程：

　　2.提出問題.

　　比較問題1、問題2與問題3的分析過程和結果.可能會出現什么問題.

　　引導學生對問題3的物理過程作細節性分析.起初，小球在A點，繩未拉緊，只受重力作用做自由落體運動，到達B點，繩被拉緊，改做

　　進一步分析：小球做自由落體運動和做圓周運動這兩個過程，都只有重力做功，機械能守恒，而不是整個運動過程機械能都守恒，因此原分析解答不合理.

　　引導學生進一步分析：小球的運動過程可分為三個階段.

　　(1)小球從A點的自由下落至剛到B點的過程;

　　(2)在到達B點時繩被拉緊，這是一個瞬時的改變運動形式的過程;

　　(3)在B點狀態變化后，開始做圓周運動到達C點.

　　通過進一步討論，相互啟迪，使學生從直覺思維和理論思維的結合上認識到這一點.前后兩個過程機械能分別是守恒的，而中間的瞬時變化過程中由于繩被拉緊，vB在沿繩方向的分速度改變為零，即繩的拉力對小球做負功，有機械能轉化為內能，機械能并不守恒.因此，對小球運動的全過程不能運用機械能守恒定律.

　　正確解答過程如下：(指定一個學生在黑板上做，其余學生在座位上做，最后師生共同討論裁定.)

　　小球的運動有三個過程(見圖4)：

　　(1)從A到B，小球只受重力作用，做自由落體運動，機械能守恒.到達B點時，懸線轉過2角，小球下落高度為2Lsin，取B點重力勢能為零.根據機械能守恒定律

　　(2)小球到達B點，繩突然被拉緊，在這瞬間由于繩的拉力作用，小球沿繩方向的分速度vB∥減為零，垂直繩的分速度vB不變，即

　　(3)小球由B到C受繩的拉力和重力作用，做初速度為vB的圓周運動，只有重力做功，機械能守恒，有：

　　聯立①、②、③式可解得vC.

　　教師對問題1、2、3的分析及解答過程，引導學生歸納總結.進一步提出問題.

　　問題4 出示投影片和演示實驗.

　　如圖5所示，在一根長為L的輕桿上的B點和末端C各固定一個質量為m的小球，桿可以在豎直面上繞定點A轉動，現將桿拉到水平位置

　　與摩擦均不計).

　　解法(一)：取在C點的小球為研究對象.在桿轉動過程中，只有重力對它做功，故機械能守恒.有：

　　解法(二)：取在B點的小球為研究對象，在桿轉動過程中，只有重力對它做功，故機械能守恒：

　　由于固定在桿上B、C點的小球做圓周運動具有相同的角速度，則vB∶vC=rB∶rC=2∶3，

　　現比較解法(一)與解法(二)可知，兩法的結果并不相同.

　　提出問題：

　　兩個結果不同，問題出現在何處呢?

　　學生討論，提出癥結所在.教師歸納總結，運用機械能守恒定律，應注意研究對象(系統)的選取和定律守恒的的條件.在本例題中出現的問題是，整個系統機械能守恒，但是，系統的某一部分(或研究對象)的機械能并不守恒.因而出現了錯誤的結果.

　　師生共同歸納，總結解決問題的具體辦法.

　　由于兩小球、輕桿和地球組成的系統在運動過程中，勢能和動能相互轉化，且只有系統內兩小球的重力做功，故系統機械能守恒.選桿在水平位置時為零勢能點.

　　則有 E1=0.

　　而 E1=E2，

　　教師引導學生歸納總結以上解法的合理性，并進一步提出問題，對機械能守恒定律的理解還可有以下表述：

　　①物體系在任意態的總機械能等于其初態的總機械能.

　　②物體系勢能的減小(或增加)等于其動能的增加(或減小).

　　③物體系中一部分物體機械能的減小等于另一部分物體機械能的增加.

　　請同學分成三組，每組各用一種表述，重解本例題.共同分析比較其異同，這樣會更有助于對機械能守恒定律的深化.為此，給出下例，并結合牛頓第二律的運用，會對整個物理過程的認識更加深刻.

　　已知，小物體自光滑球面頂點從靜止開始下滑.求小物體開始脫離球面時=?如圖6所示.

　　先仔細研究過程.從運動學方面，物體先做圓周運動，脫離球面后做拋體運動.在動力學方面，物體在球面上時受重力mg和支承力N，根據牛頓第二定律

　　物體下滑過程中其速度v和均隨之增加，故N逐步減小直到開始脫離球面時N減到零.兩個物體即將離開而尚未完全離開的條件是N=0.

　　解：視小物體與地球組成一系統.過程自小物體離開頂點至即將脫離球面為止.球面彈性支承力N為外力，與物體運動方向垂直不做功;內力僅有重力并做功，故系統機械能守恒.以下可按兩種方式考慮.

　　(1)以球面頂點為勢能零點，系統初機械能為零，末機械能為

　　機械能守恒要求

　　兩種考慮得同樣結果.

　　〔注〕(1)本題是易于用機械能守恒定律求解的典型題，又涉及兩物體從緊密接觸到彼此脫離的動力學條件，故作詳細分析.

　　(2)解題前將過程分析清楚很重要，如本題指出，物體沿球面運動時，N減小變為零而脫離球面.若過程分析不清將會導致錯誤.

　　為加深對機械能守恒定律的理解，還可補充下例.投影片.

　　一根細繩不可伸長，通過定滑輪，兩端系有質量為M和m的小球，且Mm，開始時用手握住M，使系統處于圖7所示狀態.求：當M由靜止釋放下落h高時的速度.(h遠小于半繩長，繩與滑輪質量及各種摩擦均不計)

　　解：兩小球和地球等組成的系統在運動過程中只有重力做功，機械能守恒.有：

　　提問：如果M下降h剛好觸地，那么m上升的總高度是多少?組織學生限用機械能守恒定律解答.

　　解法一：M觸地，m做豎直上拋運動，機械能守恒.有：

　　解法二：M觸地，系統機械能守恒，則M機械能的減小等于m機械能的增加.即有：

　　教師針對兩例小結：對一個問題，從不同的角度運用機械能守恒定律.體現了思維的'多向性.我們在解題時，應該像解本題這樣先進行發散思維，尋求問題的多種解法，再進行集中思維，篩選出最佳解題方案.

　　2.歸納總結.

　　引導學生，結合前述實例分析、歸納總結出運用機械能守恒定律解決問題的基本思路與方法.

　　(1)確定研究對象(由哪些物體組成的物體系);

　　(2)對研究對象進行受力分析和運動過程分析.

　　(3)分析各個階段諸力做功情況，滿足機械能守恒定律的成立條件，才能依據機械能守恒定律列出方程;

　　(4)幾個物體組成的物體系機械能守恒時，其中每個物體的機械能不一定守恒，因為它們之間有相互作用，在運用機械能守恒定律解題時，一定要從整體考慮.

　　(5)要重視對物體運動過程的分析，明確運動過程中有無機械能和其他形式能量的轉換，對有能量形式轉換的部分不能應用機械能守恒定律.

　　為進一步討論機械能守恒定律的應用，請師生共同分析討論如下問題.(見投影片)

　　如圖8所示，質量為m和M的物塊A和B用不可伸長的輕繩連接，A放在傾角為的固定斜面上，而B能沿桿在豎直方向上滑動，桿和滑輪中心間的距離為L，求當B由靜止開始下落h時的速度多大?(輪、繩質量及各種摩擦均不計)

　　(指定兩個學生在黑板上做題，其余學生在座位上做，最后師生共同審定.)

　　分析及解答如下：

　　設B下降h時速度為v1，此時A上升的速度為v2，沿斜面上升距離為s.

　　選A、B和地球組成的系統為研究對象，由于系統在運動過程中只有重力做功，系統機械能守恒，其重力勢能的減小，等于其動能的增加，即有：

　　由于B下落，使桿與滑輪之間的一段繩子既沿其自身方向運動，又繞滑輪轉動，故v1可分解為圖9所示的兩個分速度.由圖9知：

　　由幾何關系知：

　　綜合上述幾式，聯立可解得v1.

　　教師歸納總結.

　　五、教學說明

　　1.精選例題.

　　作為機械能守恒定律的應用復習課，應在原有基礎上，進一步提高分析問題和解決問題的能力.為此，精選一些具有啟發性和探討性的問題作為實例是十分必要的.

　　例如，兩道錯例，是課本例題的引伸和拓展，基本上滿足了上述要求，這對于深化學生對機械能守恒和機械能守恒定律的理解，防止學生可能發生的錯誤，大有裨益.這種對問題的改造過程，也就是從再現思維到創造思維的飛躍過程.它在深化對知識的理解和發展思維能力方面比做一道題本身要深刻得多.

　　2.教學方法.

　　注重引導、指導、評價、發展有效結合.

　　(1)教師提供材料，引導學生從中發現問題.例如，在錯誤例題中發現兩種結果不同.

　　(2)針對不同結果，教師啟發學生找出問題的癥結，指導學生共同探求解決方案.

　　(3)在分析解答過程中，學生運用不同角度處理同一問題，教師及時作出評價.在實際教學中，對教學過程的`每一個環節，教師都要對學生學習進行評價.這一方面是實事求是地肯定他們的成績，讓他們享受成功的喜悅，激發他們的學習興趣;另一方面也是從思維方法上幫助他們總結成功的經驗，提高認識，促進他們更有效地學習.

　　(4)在教學的每個環節中，教師通過運用各種方法和手段，來培養和發展學生的各種能力，這在每個環節中，都有所體現.

機械能守恒定律教案4

　　一、教學目標

　　1.知識與技能：掌握機械能守恒定律，學會用機械能守恒定律來解決問題。

　　2.過程與方法：通過演示實驗來理解動能和勢能的相互轉化，提高觀察與分析的能力。

　　3.情感態度價值觀：通過實驗探究與討論，增加對物理學習的興趣，感知物理與生活的緊密聯系。

　　二、教學重難點

　　1.理解動能和勢能相互轉化，掌握機械能守恒定律;

　　2.學會用機械能守恒定律來解決問題。

　　三、教學過程

　　環節一：新課導入

　　通過播放視頻：秋千上下擺動，經過一段時間，最后停下。并進行提問：秋千為什么會停下來。從而激發學生興趣、引起他們的學習欲望，從而引出本節標題—《機械能守恒定律》

　　環節二：新課講授

　　(一)建立概念

　　在引出標題后，首先進行演示實驗，用一根細繩懸掛著小球從某一位置開始擺動記下向右最大的高度。然后用尺子在P點擋住懸線，看看小球向右最大的高度。提出問題：從能量的角度分析這個現象，你認為實驗說明了什么?在學生回答出本次實驗涉及到動能與重力勢能的轉換，再度提問是怎樣轉換的'，從而得出動能和重力勢能轉換的關系：動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉化為動能;向上運動動能減小，重力勢能增大，動能轉化為重力勢能。

　　老師結合多媒體中小孩玩彈弓的圖片提出彈性勢能也能發生相應的轉換，與重力勢能起到的作用是相同的。

　　(二)深化概念

　　從而進行歸納可得在只有重力做功的系統，動能和重力勢能相互轉化，總的機械能保持不變。

　　同樣可以證明只有彈力做功的系統，動能和彈性勢能相互轉化，總的機械能保持不變。

　　而這些規律可以得出機械能守恒定律：只有重力或彈力做功的物體系統內，動能和勢能可以相互轉化，總的機械能保持不變，這叫做機械能守恒定律。之后著重強調只有重力或彈力做功這個條件。

　　環節三：鞏固提高

　　請學生回答導入中機械能收不守恒，從而檢驗學生本節課的學習效果。

　　環節四：小結作業

　　總結：請學生宗本本節課他們的收獲。

　　作業：請學生課后思考，彈簧上放一個小球，小球下落時機械能怎樣變化。

　　四、板書設計

機械能守恒定律教案5

　　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．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象，分析問題。

　　三、情感、態度與價值觀

　　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推導、建立過程，理解機械能守恒定律的內容。

　　2．在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數學表達式。

　　教學難點

　　1．從能的轉化和功能關系出發理解機械能守恒的條件。

　　2．能正確判斷研究對象在所經歷的過程中機械能是否守恒，能正確分析物體系統所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能。

　　教學方法

　　演繹推導法、分析歸納法、交流討論法。

　　教具

　　細線、小球、帶標尺的鐵架臺。

　　教學過程

　　一、引入新課

　　教師活動：課件展示翻滾過山車的精彩片斷，激發學生學習的興趣，引出本節課的學習內容。

　　在學生觀看過山車的同時，教師提醒學生分析過山車在運行過程中動能和勢能的變化情況。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，他們的總量是否發生變化？這節課我們就來探究這方面的問題。

　　二、新課教學

　　（一）動能與勢能的相互轉化

　　教師：我們下面看這樣一個例子：

　　演示：見教材圖7。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。

　　教師：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？

　　教師總結：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，重力做正功，小球的重力勢能減少，重力做負功，小球的重力勢能增加。該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。

　　教師：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？我們看下面幾個演示實驗。

　　①拉弓射箭（勢能向動能轉化）

　　②運動會上撐竿跳高運動員在跳起的過程中（人的動能轉化為桿的彈性勢能，而后桿的彈性勢能轉化為人的重力勢能）

　　③教材P75圖7。8—2

　　學生思考：彈力分別做了什么功，彈性勢能發生了怎樣的變化？

　　教師總結：彈力做功，彈性勢能變化，彈力做正功，彈性勢能減少，彈力做負功，彈性勢能增加。

　　教師板書：

　　機械能：1。重力勢能、彈性勢能與動能統稱機械能。

　　2。通過重力或彈力做功，機械能可以從一種形式轉化為另一種形式。

　　（二）機械能守恒定律

　　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。

　　教師：為學生創設問題情境，引導學生運用所學知識獨立推導出機械能守恒定律。讓學生親歷知識的獲得過程。

　　學生：獨立推導。

　　教師：巡視指導，及時解決學生可能遇到的困難。

　　推導的結果為：

　　即

　　可見：在只有重力做功的物體系統內，動能和重力勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變。

　　同樣可以證明：在只有彈力做功的物體系統內，動能和彈性勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。

　　1。機械能守恒定律：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動能和勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。這就是機械能守恒定律。

　　2。公式：。

　　3．條件：只有重力或者彈力做功。

　　例題：把一個小球用細線懸掛起來，就成為一個擺，如圖，擺長為l，最大擺角為θ，小球運動到最低位置時的速度是多大？

　　學生：學生在實物投影儀上講解自己的解答，并相

　　互討論。

　　教師：幫助學生總結用機械能守恒定律解題的要點、步驟，體會應用機械能守恒定律解題的優越性。

　　總結：

　　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。

　　2．用機械能守恒定律解題，必須明確初末狀態機械能，要分析機械能守恒的條件。

　　三、課堂小結

　　1。在只有重力或彈力做功的物體系統內，物體的機械能總量不變。

　　2。應用機械能守恒定律的解題步驟：

　　（1）確定研究對象；

　　（2）對研究對象進行正確的受力分析；

　　（3）判斷各個力是否做功，并分析是否符合機械能守恒的條件；

　　（4）視解題方便選取零勢能參考平面，并確定研究對象在始、末狀態時的機械能；

　　（5）根據機械能守恒定律列出方程，或再輔之以其他方程，進行求解。

　　四、課堂練習

　　1。下列情況中，運動物體機械能一定守恒的是（ ）。

　　A。物體所受的合外力為零

　　B。物體不受摩擦力

　　C。物體受到重力和摩擦力

　　D。物體只受重力

　　答案：D

　　2。關于機械能是否守恒，下列說法正確的是（）。

　　A。做勻速直線運動的物體的機械能一定守恒

　　B。做勻變速運動的物體機械能可能守恒

　　C。外力對物體做功為零時，機械能一定守恒

　　D。只有重力對物體做功，物體機械能一定守恒

　　答案：BD

　　3。下列說法正確的是（ ）。

　　A。一個物體所受的合外力為零，它的機械能一定守恒

　　B。一個物體所受的合外力恒定不變，它的機械能可能守恒

　　C。一個物體做勻速直線運動，它的機械能一定守恒

　　D。一個物體做勻加速直線運動，它的機械能可能守恒

　　答案：BD

　　4。a、b、c三球各自同一高度以相同速率拋出，a球豎直上拋，b球水平拋出，c球豎直下拋。設三球落地的速率分別為va、vb、vc，則（ ）。

　　A。va>vb>vcB。va=vb>vcC。va>vb=vcD。va=vb=vc

　　答案：D

　　5。質量為m的物體，以初速度v0由固定的光滑斜面的底端沿斜面向上滑動，在滑動過程中，當高度為h時，以經過底端的水平面為參考面，該物體具有的機械能為（）。

　　A。B。C。mghD。

　　答案：A

　　6。如圖所示，一小球從傾角為30°的固定斜面上的A點水平拋出，初動能為6J，問球落到斜面上的B點時動能有多大？

　　答案：設經歷的時間為，則有：，所以，，則豎直位移，落到斜面時動能=14J。

　　7。如下圖所示，一根長的細線，一端固定在頂板上，另一端拴一個質量為m的小球。現使細線偏離豎直方向α=60°角后，從A點處無初速地釋放小球。試問：

　　（1）小球擺到最低點O時的速度多大？

　　（2）小球擺到左方最高點的高度（相對最低點）多高？

　　（3）若在懸點正下方處有一釘子，，不計懸線與釘碰撞時的能量損失，則小球碰釘后向左擺動過程中能達到的最大高度有何變化？

　　答案：

　　（1）由機械能守恒定律得：，則。

　　（2）。

　　（3）因為機械能守恒，所以最大高度不變。

　　五、布置作業

　　1。教材P78問題與練習第1、3、4題。

　　2。觀察記錄生活中其他的物理情景，判斷其是否符合機械能守恒定律。

機械能守恒定律教案6

　　教學目標

　　一、知識與技能

　　1．會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度。

　　2．掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理。

　　二、過程與方法

　　通過用紙帶與打點計時器來驗證機械能守恒定律，體驗驗證過程和物理學的研究方法。

　　三、情感、態度與價值觀

　　通過實驗驗證，體會學習的快樂，激發學習的興趣；通過親身實踐，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學觀。培養學生的觀察和實踐能力，培養學生實事求是的科學態度。

　　教學重點

　　1.驗證機械能守恒定律的實驗原理。

　　2.實驗原理及方法的選擇及掌握。

　　教學難點

　　實驗誤差分析的方法。

　　教學過程

　　一、導入新課

　　通過上一節課的學習，我們知道機械能守恒定律及其表達式以及其在物理學中的重要地位。一個規律的提出，不但要有理論的支持，還要由實驗的驗證，今天我們就設計實驗，來驗證機械能守恒定律。

　　二、新課教學

　　（一）實驗方法

　　在圖1中，質量為m的物體從O點自由下落，以地作零重力勢能面，下落過程中任意兩點A和B的機械能分別為：

　　EA=，EB=

　　如果忽略空氣阻力，物體下落過程中的機械能守恒，于是有

　　EA=EB，即=

　　上式亦可寫成

　　該式左邊表示物體由A到B過程中動能的增加，右邊表示物體由A到B過程中重力勢能的減少。等式說明，物體重力勢能的減少等于動能的增加。為了方便，可以直接從開始下落的O點至任意一點（如圖1中A點）來進行研究，這時應有：——本實驗要驗證的表達式，式中h是物體從O點下落至A點的高度，vA是物體在A點的瞬時速度。

　　（二）實驗中需要注意的問題

　　教師：請同學們看教材P79“要注意的問題”部分，思考一下問題：

　　1．重物選取的原則是什么？為什么？

　　2．本實驗誤差的主要來源是什么？怎樣有效地減小誤差？

　　3．為了利用重物下落的某個過程驗證機械能守恒，如何恰當的選取重物下落的初末位置？

　　4．重物的質量是否需要測量？為什么？

　　學生看書思考、討論并回答：

　　1.重物和紙帶下落過程中要克服阻力，主要是紙帶和計時器之間的摩擦力，計時器平面不在豎直方向上，為減小誤差，固定打點計時器時，計時器平面要豎直以利于減小紙帶與計時器的摩擦力。

　　2.實驗用的紙帶一般小于1m，從起始點開始大約能打出20個左右的計數點，終結位置的點可以選擇倒數第一個點或者倒數第二個點，從這一個點向前數4~6個點當開始的點。這樣選取的目的是可以減小這兩個點瞬時速度和兩點之間的距離（高度h）測量的誤差。一般情況下，打的第一個點作為起始點，這樣測量和計算方便一些。

　　3.不需要測量重物的質量，因為這個物理量在式子兩邊可以約掉。

　　（三）速度的測量和重物下落的高度的確定

　　1.速度的`測量

　　根據做勻加速直線運動的物體在某一段時間t內的平均速度等于該時間中間時刻的瞬時速度可求出A點的瞬時速度vA。

　　圖2（見下頁）是豎直紙帶由下而上實際打點后的情況。從O點開始依次取點1，2，3，圖中s1，s2，s3，……分別為0～2點，1～3點，2～4點……各段間的距離。

　　根據公式，t=2×0.02s（紙帶上任意兩個相鄰的點間所表示的時間都是0.02s），可求出各段的平均速度。這些平均速度就等于是1，2，3，……各點相對應的瞬時速度v1，v2，v3，……。例如：量出0～2點間距離s1，則在這段時間里的平均速度，這就是點1處的瞬時速度v1。依次類推可求出點2，3，……處的瞬時速度v2，v3，……。

　　2.重物下落的高度的確定

　　圖2中h1，h2，h3，……分別為紙帶從O點下落的高度。

　　（四）實驗步驟

　　1．把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導線將學生電源和打點計時器接好。

　　2．把紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重錘停靠在打點計時器附近。

　　3．接通電源，待計時器打點穩定后再松開紙帶，讓重錘自由下落，打點計時器就在紙帶上打出一系列的點。

　　4．重復上一步的過程，打三到五條紙帶。

　　5．選擇一條點跡清晰且第l、2點間距離接近2mm的紙帶，在起始點標上0，以后各點依次為1、2、3……用刻度尺測量對應下落的高度h1、h2、h3……記錄在表格中。

　　6．用公式vn=（hn+1–hn–1）/2t，計算出各點的瞬時速度v1、v2、v3……并記錄在表格中。

　　（五）數據處理

　　1.列表處理數據（見下頁）

　　各計數點

　　l

　　2

　　3

　　4

　　5

　　6

　　下落高度

　　速度

　　勢能

　　動能

　　結論

　　2.圖像處理

　　在驗證機械能守恒定律時，如果以v2／2為縱軸，以h為橫軸，根據實驗數據繪出的圖線在誤差允許的范圍內如果是一條過原點的直線，就能驗證機械能守恒定律。

　　（六）實驗結論

　　在誤差允許的范圍內，驗證了機械能守恒定律。

　　（七）誤差分析

　　實際上，重物拖著紙帶在下落過程中，受到阻力作用，機械能在不斷減小，故有EB>ED。又因為在初始點時重物的機械能為0，所以有0>EB>ED，mvB2–mghB<0>，–mghD<0>，說明重物在實際下落過程中，重力勢能的減少量大于動能的增加量。

　　三、課堂小結

　　本節課主要學習了：

　　1.實驗目的：用自由落體運動驗證機械能守恒。

　　2.紙帶的選取及重物速度的測量方法。

　　3.實驗的誤差來源及注意事項。

　　四、課堂練習

　　1．用自由落體法驗證機械能守恒定律的實驗中，下面哪些測量工具是必需的（）。

　　A.天平B.彈簧測力計C.刻度尺D.秒表

　　答案：C

　　2．在做驗證機械能守恒定律實驗時，以下說法正確的是（）。

　　A.選用重錘時，重的比輕的好

　　B.選用重錘時，密度大的比密度小的好

　　C.選用重錘后要稱質量

　　D.重錘所受重力要遠大于它所受的空氣阻力和打點計時器對紙帶的阻力

　　答案：D

　　3.在做驗證機械能守恒定律的實驗中，下列物理量需要用工具測量的是（）；通過計算得到的是（）。

　　A.重錘的質量B.重力加速度C.重錘下落的高度D.重錘下落的瞬時速度

　　答案：C；D

　　4．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，由于打點計時器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶通過時受到較大阻力，這樣的結果會有（）。

　　A.B.

　　C.D.以上都有可能

　　答案：B

　　5.關于“驗證機械能守恒定律”的實驗誤差，下列說法正確的是（）。

　　A.重物的質量測量不準會產生誤差

　　B.重物的質量大一些，有利于減小誤差

　　C.重物的質量小一些，有利于減小誤差

　　D.先釋放重物，后接通電源會造成較大誤差

　　答案：B

　　6.本實驗中，若以為縱軸，以h為橫軸，根據實驗數據繪出-h圖像應是，才能驗證機械能守恒；-h圖像的斜率等于的數值。

　　答案：一條過原點的傾斜直線；重力加速度

　　7.在用落體法驗證機械能守恒定律的實驗中：所用重錘的質量m=1.0kg，打點計時器所用電源頻率50Hz，打下的紙帶如圖所示（圖中的數據為從起始點O到該點的距離），則在打B點時，重錘的速度vB=m／s，重錘的動能Ek=J，從開始下落到打B點時，重錘的勢能減小量是J（取兩位有效數字）。

　　答案：0.79；0.31；0.31

　　五、布置作業

　　書寫實驗報告。

機械能守恒定律教案7

　　一、教學目標

　　1．在已經學習有關機械能概念的基礎上，學習機械能守恒定律，掌握機械能守恒的條件，掌握應用機械能守恒定律分析、解決問題的基本方法。

　　2．學習從功和能的角度分析、處理問題的方法，提高運用所學知識綜合分析、解決問題的能力。

　　二、重點、難點分析

　　1．機械能守恒定律是本章教學的重點內容，本節教學的重點是使學生掌握物體系統機械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統所具有的機械能；能夠應用機械能守恒定律解決有關問題。

　　2．分析物體系統所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能，是本節學習的難點之一。在教學中應讓學生認識到，物體重力勢能大小與所選取的參考平面(零勢面)有關；而重力勢能的變化量是與所選取的參考平面無關的。在討論物體系統的機械能時，應先確定參考平面。

　　3．能否正確選用機械能守恒定律解決問題是本節學習的另一難點。通過本節學習應讓學生認識到，從功和能的角度分析、解決問題是物理學的重要方法之一；同時進一步明確，在對問題作具體分析的條件下，要能夠正確選用適當的物理規律分析、處理問題。

　　三、教具

　　演示物體在運動中動能與勢能相互轉化。

　　器材包括：麥克斯韋滾擺；單擺；彈簧振子。

　　四、主要教學過程

　　(一)引入新課

　　結合復習引入新課。

　　前面我們學習了動能、勢能和機械能的知識。在初中學習時我們就了解到，在一定條件下，物體的動能與勢能(包括重力勢能和彈性勢能)可以相互轉化，下面我們觀察演示實驗中物體動能與勢能轉化的情況。

　　[演示實驗] 依次演示麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子，提醒學生注意觀察物體運動中動能、勢能的變化情況。

　　通過觀察演示實驗，學生回答物體運動中動能、勢能變化情況，教師小結：

　　物體運動過程中，隨動能增大，物體的勢能減小；反之，隨動能減小，物體的勢能增大。

　　提出問題：上述運動過程中，物體的機械能是否變化呢？這是我們本節要學習的主要內容。

　　(二)教學過程設計

　　在觀察演示實驗的基礎上，我們從理論上分析物理動能與勢能相互轉化的情況。先考慮只有重力對物體做功的理想情況。

　　1．只有重力對物體做功時物體的機械能

　　問題：質量為m的物體自由下落過程中，經過高度h1處速度為v1，下落至高度h2處速度為v2，不計空氣阻力，分析由h1下落到h2過程中機械能的變化(引導學生思考分析)。

　　分析：根據動能定理，有

　　下落過程中重力對物體做功，重力做功在數值上等于物體重力勢能的變化量。取地面為參考平面，有

　　WG＝mgh1-mgh2

　　由以上兩式可以得到

　　引導學生分析上面式子所反映的物理意義，并小結：下落過程中，物體重力勢能轉化為動能，此過程中物體的機械能總量不變。

　　指出問題：上述結論是否具有普遍意義呢？作為課后作業，請同學們課后進一步分析物體做平拋和豎直上拋運動時的情況。

　　明確：可以證明，在只有重力做功的情況下，物體動能和勢能可以相互轉化，而機械能總量保持不變。

　　提出問題：在只有彈簧彈力做功時，物體的機械能是否變化呢？

　　2．彈簧和物體組成的系統的機械能

　　以彈簧振子為例(未講振動，不必給出彈簧振子名稱，只需講清系統特點即可)，簡要分析系統勢能與動能的轉化。

　　明確：進一步定量研究可以證明，在只有彈簧彈力做功條件下，物體的動能與勢能可以相互轉化，物體的機械能總量不變。

　　綜上所述，可以得到如下結論：

　　3．機械能守恒定律

　　在只有重力和彈簧彈力對物體做功的情況下，物體的動能和勢能可以相互轉化，物體機械能總量保持不變。這個結論叫做機械能守恒定律。

　　提出問題：學習機械能守恒定律，要能應用它分析、解決問題。下面我們通過具體問題的分析來學習機械能守恒定律的應用。在具體問題分析過程中，一方面要學習應用機械能守恒定律解決問題的方法，另一方面通過問題分析加深對機械能守恒定律的理解與認識。

　　4．機械能守恒定律的應用

　　例1．在距離地面20m高處以15m/s的初速度水平拋出一小球，不計空氣阻力，取g＝10m/s2，求小球落地速度大小。

　　引導學生思考分析，提出問題：

　　(1)前面學習過應用運動合成與分解的方法處理平拋運動，現在能否應用機械能守恒定律解決這類問題？

　　(2)小球拋出后至落地之前的運動過程中，是否滿足機械能守恒的條件？如何應用機械能守恒定律解決問題？

　　歸納學生分析的結果，明確：

　　(1)小球下落過程中，只有重力對小球做功，滿足機械能守恒條件，可以用機械能守恒定律求解；

　　(2)應用機械能守恒定律時，應明確所選取的運動過程，明確初、末狀態小球所具有的機械能。

　　例題求解過程：

　　取地面為參考平面，拋出時小球具有的重力勢能Ep1＝mgh，動能

　　落地時小球的速度大小為

　　提出問題：請考慮用機械能守恒定律解決問題與用運動合成解決問題的差異是什么？

　　例2．小球沿光滑的斜軌道由靜止開始滑下，并進入在豎直平面內的離心軌道運動，如圖所示，為保持小球能夠通過離心軌道最高點而不落下來，求小球至少應從多高處開始滑下？已知離心圓軌道半徑為R，不計各處摩擦。

　　提出問題，引導學生思考分析：

　　(1)小球能夠在離心軌道內完成完整的圓周運動，對小球通過圓軌道最高點的速度有何要求？

　　(2)從小球沿斜軌道滑下，到小球在離心軌道內運動的過程中，小球的機械能是否守恒？

　　(3)如何應用機械能守恒定律解決這一問題？如何選取物體運動的初、末狀態？

　　歸納學生分析的結果，明確：

　　(1)小球能夠通過圓軌道最高點，要求小球在最高點具有一定速度，即此時小球運動所需要的向心力，恰好等于小球所受重力；

　　(2)運動中小球的機械能守恒；

　　(3)選小球開始下滑為初狀態，通過離心軌道最高點為末狀態，研究小球這一運動過程。

　　例題求解過程：

　　取離心軌道最低點所在平面為參考平面，開始時小球具有的機械能E1＝mgh。通過離心軌道最高點時，小球速度為v，此時小球的機械能

　　成完整的圓周運動。

　　進一步說明：在中學階段，由于數學工具的限制，我們無法應用牛頓運動定律解決小球在離心圓軌道內的運動。但應用機械能守恒定律，可以很簡單地解決這類問題。

　　例3．長l＝80cm的細繩上端固定，下端系一個質量 m＝100g的小球。將小球拉起至細繩與豎直方向成60°角的位置，然后無初速釋放。不計各處阻力，求小球通過最低點時，細繩對小球拉力多大？取g＝10m/s2。

　　提出問題，引導學生分析思考：

　　(1)釋放后小球做何運動？通過最低點時，繩對小球的拉力是否等于小球的重力？

　　(2)能否應用機械能守恒定律求出小球通過最低點時的速度？

　　歸納學生分析結果，明確：

　　(1)小球做圓周運動，通過最低點時，繩的拉力大于小球的重力，此二力的'合力等于小球在最低點時所需向心力；

　　(2)繩對小球的拉力不對小球做功，運動中只有重力對球做功，小球機械能守恒。

　　例題求解過程：

　　小球運動過程中，重力勢能的變化量ΔEp＝-mgh＝-mgl(1-cos60°)，

　　在最低點時繩對小球的拉力大小為

　　提出問題：通過以上各例題，總結應用機械能守恒定律解決問題的基本方法。

　　歸納學生的分析，作課堂小結。

　　五、小結

　　1．在只有重力做功的過程中，物體的機械能總量不變。通過例題分析要加深對機械能守恒定律的理解。

　　2．應用機械能守恒定律解決問題時，應首先分析物體運動過程中是否滿足機械能守恒條件，其次要正確選擇所研究的物理過程，正確寫出初、末狀態物體的機械能表達式。

　　3．從功和能的角度分析、解決問題，是物理學研究的重要方法和途徑。通過本節內容的學習，逐步培養用功和能的觀點分析解決物理問題的能力。

　　4．應用功和能的觀點分析處理的問題往往具有一定的綜合性，例如與圓周運動或動量知識相結合，要注意將所學知識融匯貫通，綜合應用，提高綜合運用知識解決問題的能力。

　　六、說明

　　勢能是相互作用的物體系統所共有的，同樣，機械能也應是物體系統所共有的。在中學物理教學中，不必過份強調這點，平時我們所說物體的機械能，可以理解為是對物體系統所具有的機械能的一種簡便而通俗的說法。

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