高中物理_8 机械能守恒定律教学设计学情分析教材分析课后反思

机械能守恒定律
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、教学过程
引入：[师]今天我们共同学习机械能守恒定律，本节课的三维学习目标是[
[师]下面我们回顾伽利略关于力和运动关系的理想实验
[多媒体动画]把小球从a 处由静止开始释放，经过一段路程后将达到相同高处的b 点，如果降低右边曲面的倾角，把小球仍从A处由静止开始释放，经过更长的路程将达到相同高处的C点。

如果使右边曲面水平，小球由于达不到原来的高度，不需要外力的推动而永远运动下去。

在研究上面这个理想实验中，同学们和伽利略一样认为，小球能达到相同的高度。

那么，小球是不是能达到相同的高度呢？我们通过一个简单的实验来看一看。

可以看出：小球几乎达到了相同的高度.
下面，我们来分析一下刚才的实验。

我们在初中曾经学过，动能和重力势能可以相互转化，小球从A→B 的过程中，高度降低，重力势能减小，速度变大，动能增大。

重力势能
转化为动能，B→C的过程中，高度升高，重力势能增加，速度减小，动能减小。

动能转化为重力势能，A和C 点比较，高度相同重力势能相同，速度是0，动能是0，A 和C的动能和重力势能的和，也就是机械能相同。

实验表明：小球在摆动中机械能不变、是守恒的。

本节课我们就来研究机械能守恒定律。

[板书] 7-6 机械能守恒定律
一、机械能守恒定律
现在，我们以自由落体运动为例来研究动能和重力势能相互转化的情况，证明机械能守恒定律，
如图，小球从某高处自由下落，经过任意两点A、B，设在
A点速度为V1，高度为h1，在B 点速度为V2，高度为h2，
分析1、小球做什么运动？
2、小球受几个力的作用？
3、力做不做功？
由动能定理：W G =1/2mv22-1/2mv12
mg(h1-h2)=1/2mv22-1/2mv12
mgh1+1/2mv12=mgh2+1/2mv22
讨论：①mgh1、1/2mv12、mgh2、1/2mv22意义
②mgh1+1/2mv12, mgh2+1/2mv22是什么？
③由于A，B是任意选择的，所以在整个过程中机械能守恒。

下面，请同学们自己以刚才的摆球实验为例来研究动能和重力势能的转化情况，验证机械能守恒定律。

分析：①小球受几个力？
②做不做功？
③小球做什么运动？
W G =1/2mv22-1/2mv12mgh1+1/2mv12=mgh2+1/2mv22
我们比较以上两个模型，不同点有：
相同点有：
可以看出：机械能守恒的条件，只有重力做功
[板书] 在只有重力
．．．．做功的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。

[师]只有重力做功，是不是只受重力呢？
[学生分组讨论]
例1、在下面的列举的生活事例中，我们看一看哪些情况机械能守恒，并说明理由。

（外间空气阻力不计）
[投影片]
1、跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落
[师]通过什么来进行判断
[生]匀速表示速度不变，动能不变，下落表示高度降低，重力势能减小。

机械能
不守恒。

[师]有没有其他判断方法
[生]匀速由于有力和重力平衡，此力要做功，机械能不守恒。

总结：[板书] 判断方法
第一从效果出发
第二从条件出发
2、姚明投出的篮球在空中运动
[师]各种抛体，由于只受重力作用，只有重力做功，机械能守恒。

3、拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升
4、小球被压缩的弹簧弹出只有弹力做功，动能和弹性势能的发生转化，机械能守恒。

请同学们自己举一些生活中机械能守恒的事例：过山车，荡千秋
[学生分组讨论]
①机械能真的守恒吗？
②为什么不守恒？
③怎样才能使千秋振动的幅度不变甚至越来越大？
前面我们定性的分析了机械能守恒定律的一些事例，下面我们通过一个实例来探讨应用机械能守恒定律解决问题的一般步骤。

例2、把一个小球用缰绳悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为θ，小球运动到
最低位置时的速度是多大？
过程：[板书]
一、解题步骤
1、确定研究对象是否符合机械能守恒
2、确定零势能面
3、选择始末状态
4、代入公式解题：E k2+E p2=E k1+E p1 1/2mv2=mgl(1-cosθ) v=2gl(1-cosθ)
再思考：1、球做什么运动? 2、小球在最低点所受到的拉力?
T-mg=mv2/r=2mg(1-cosθ)
T=2mg(1-cosθ)+mg
四、布置作业：略
学情分析
学生已经在初中学习过有关机械能的基本概念，知道了机械能之间的相互转化，对“机械能”并不算陌生，接受起来相对轻松。

通过前几节内容的学习，同学们对“机械能”这一概念较初中有了更深认识，并且对机械能的守恒的有了一个初步的猜想，结合重力势能和重力做功的关系，利用动能定理推导出机械能守恒定律。

这样学习机械能守恒定律学生比较容易理解。

1教材地位
本节课是人教版高中物理必修2第七章第8节新授课，上一节是动能和动能定理，下一节是机械能守恒定律的应用，在内容衔接上起到承上启下的作用。

在方法上同动能定理一样是高中物理中能量角度解决问题的重要途径。

通过本节课的学习，既能让学生体会到用能量的观点处理力学问题的优越性，又能对学生知识系统的形成打下基础。

因此，本节课在高中物理中占有非常重要的地位。

2、教材处理
本节课选自高一物理必修2的第7章第8节，对比新旧教材发现，新版教材在讨论只有重力做功时，不仅列举了自由落体，而且增加了各种抛体运动，并拿物体沿光滑曲面滑下为例得出机械能守恒定律，使学生对机械能守恒定律的条件有更全面的理解。

由教材“做一做”小实验及多个具体事例，让学生找出势能和动能相互转化，猜想转化过程中是否存在某种定量的关系，由定性分析到定量实例探究，再结合一般过程进行理论推导，然后总结出定律。

这样做符合由特殊到一般，再到特殊的认识规律，并且在探究、推理过程中，有利于培养学生的演绎推理能力、分析归纳能力和探索发现能力，领悟物理学研究方法和提高创造性思维能力
A案
1．（A档）如图所示，一根长为l1的橡皮条和一根长为l2的绳子（l1<l2）悬于同一点，橡皮条的另一端系一A球，绳子的另一端系一B球，两球质量相等，
现从悬线水平位置（绳拉直，橡皮条保持原长）将两球由静止释放，当两球摆至最低点时，橡皮条的长度与绳子长度相等，此时两球速度的大小为
A．B球速度较大
B．A球速度较大
C．两球速度相等
D．不能确定
2.（B档）如图所示，质量为m的小球，从离桌面高H处由静止下落，桌面离地面高为
h.设桌面处的重力势能为零，空气阻力不计，那么
A.小球落到与桌面等高处时，重力势能为零
B.小球落到地面上时，重力势能为-mgh
C.小球落到地面上时，机械能为mgh
D.小球落到地面上时，机械能为mg（H+h）
3．（B档）质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L的不伸长绳上。

先将小球拉至同一水平位置如图示从静止释放，当二绳竖直时，则：
A．两球速度一样大
B．两球的动能一样大
C．两球的机械能一样大
D．两球所受的拉力一样大
4．（C档）如图所示，轻弹簧一端与墙相连，质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s 的速度运动并压缩弹簧，求弹簧在被压缩过程中最大的弹性势能及木块
的速度减为3 m/s时弹簧的弹性势能.
5.课后题P78 全程设计活页P97
教学反思
本节课以提出问题→实例探究→理论推证→总结规律→初步应用这样的顺序，通过师生之间、生生之间的平等合作、交流沟通，落实了学生作为学习主体，以及建构知识的主体地位，从而较好的达到了本节课的教学目标，给我和学生都留下了深刻的印象。

（1）知道什么是机械能
（2）知道物体的动能和势能可以相互转
（3）理解机械能守恒定律的内容
（4）掌握机械能守恒的条件，会判断运动过程机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式
（5）理解机械能守恒定律条件的实质（能量只在动能和势能之间转化）。