高中物理必修2机械能守恒定律 教材分析
新人教版物理必修二 第七章 机械能守恒定律 教材教法分析 课件(共40张PPT)
利用“流程图”，弄清各个物理量之间的制约关系 （1）以恒定的功率起动
P 恒v 增 定 P 大 、 F vF 减 a 小 F m f a 减 (a 方 小 v 相 向 ) 同 与
当F减小到等于f时 ：F min = f → a=0 → v不再变化，达到vmax ，
W2=3×2×cos53°J = 3.6J
F2=3N
F合
W总=5×2 J = 10J
W总=6.4J+3.6J = 10J
F1=4N
可以看出： W总与W1、W2之间不满足 平行四边形的关系，所以不是矢量。
计算总功的两种方法：
（1）W总=F合lcosα （2）W总=W1+W2+▪▪▪▪▪▪（各个力的功取代 数和）
教学中对物理学科文化历史的渗透
新课程非常重视“科学文化历史的渗透”， 这有两重意义：
一是通过适当展示前辈科学家们建立科学 概念、发展科学规律的过程，来培养学生的科 学态度、科学方法，树立正确的世界观。
二是使学生了解知识是怎样得来的，使学 生有根据的、合乎逻辑地进行学习。
教学中对物理学科文化历史的渗透
四、本章教材的概述
本章是高中阶段物理学习的基础 内容之一。它既是力学问题的基础 和综合，也是学习其他物理学知识 的重要基础。
本章的结构
第1节 “追寻守恒量—能量” → 以引人 “能量”概念
第为2节目“的功” 为功能关系的讨论打基础 第3节“功率”
第4节“重力势能”
第5节“探究弹性势能的表达式”
功能关系的
易混、易错、不易理解的几个问题
※对功的公式中“l ”的理解：
⑴“l ”在高中课本中指的是“位移的大小”，“l ”在《力学 基础》（漆安慎 杜禅英）中指的是“受力点的位移”。
高中物理_机械能守恒定律教学设计学情分析教材分析课后反思
教学设计复习引入：在前面的学习过程中我们学习重力势能、弹性势能、动能几种形式的能量，它们的表达式分别是什么？（采用快速抢答的方式回答）（学生）重力势能：物体由于被举高而具有的能量，与m、h有关；弹性势能：物体由于形变而具有的能量，与形变程度有关；动能：物体由于运动而具有的能量，与m、v有关；能量转化与做功之间的关系有哪些？（学生）动能定理：合力所做的总功等于物体动能的变化公式：重力做功重力势能变化的关系：重力做的功等于物体重力势能的减少量公式：强调、总结：功是能量转化的量度过渡：在我们的实际生活中存在很多涉及能力转化的现象，展示视频：08奥运蹦床冠军何雯娜蹦床视频。
思考：上升和下落过程中力的做功情况；能量的变化情况。
（学生）1.(离开蹦床)上升过程：有初速度重力做负功，重力势能增加，动能减少动能→重力势能2.下落到接近蹦床的过程：重力做正功，重力势能减少，动能增加重力势能→动能展示少数民族射箭的图片。
总结：总结：这几种能量之间可以相互转化、关系密切机械能：将动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。
h 1h2A B v1 v2符号：E公式：单位：J（焦耳）（板书）练一练：质量为2Kg的小球在距离地面10m高处瞬时速度是10m/s，求出此刻小球的机械能?(g=10m/s2)（以地面为参考面） (以10m高处为参考平面)从例题对比引出：机械能是标量，具有相对性小游戏：钢球用细绳悬起，请一同学靠近，将钢球拉至同学鼻子处，摆回时观察该同学的反应，并进行分析。
试分析：（小球摆动实验）1.小球受哪些力的作用？（重力、拉力）2.哪些力对小球做功？（重力）3.能量之间有转化吗？（重力势能与动能）小球摆到另一侧相同高度说明了什么？（只有重力势能和动能的相互转化，在该过程中机械能保持不变。
）对小球下落的三种情况涉及的能量变化进行详细分析：情景1.一个自由下落的物体，由A位置运动到B位置,可以得到以下能量关系:情景2. 小球，由A 位置运动到B 位置,可以得到以下能量关系:情景3.小球从任意曲面上运动：由A 位置运动到B 位置，可以得到一下能量关系结论：在只有重力做功的情况下，无论直线运动还是曲线运动总的机械能保持不变。
高中物理_《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》教课方案一、【教材剖析】机械能守恒定律是人教版教材必修二第七章第八节的知识，这一节的内容与本章的各节内容有密切的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环，机械能守恒定律的研究成立在前方所学知识的基础上，而机械能守恒定律又是广泛的能量守恒定律的一种特别状况，教材经过“做一做”小实验展现了与研究守恒量的联系，经过多个详细实例，先猜想动能和势能的互相转变的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的研究，联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习，由定性剖析到定量计算，逐渐深入，最后得出结论，并经过应用使学生领悟定律在解决实质问题时的优胜性。
本设计力争经过生活实例和物理实验 , 展现有关情形，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的研究 , 表现从“生活走向物理”的理念 , 经过成立物理模型, 由浅入深进行研究 , 让学生领悟科学的研究方法 , 并经过规律应用稳固知识 , 领会物理规律对生活实践的作用。
二、【学习目标】（一）知识和技术1.知道机械能的含义，理解物体动能和势能间的互相转变。
2.理解机械能守恒定律的内容和守恒条件。
3.能用机械能守恒定律剖析生活中的详细问题。
（二）过程与方法经过让学生剖析物理模型理解功能关系，培育学生剖析问题解决问题的能力。
（三）感情态度与价值观培育研究物理知识的兴趣和科学谨慎的态度。
三、【学习重难点】重点：机械能守恒定律的应用难点：机械能守恒定律合用条件的理解判断四、【教课过程】（一）复习回首指引学生回首复习以下三个问题，让学生作答。
1、动能，动能定理。
2、重力势能，重力做功与重力势能变化量之间的关系。
3、弹性势能，弹力做功与弹性势能变化量之间的关系。
设计企图：让学生对前方的知识进行再回首，再次领会做功和能量变化之间的关系，为本节课的学习做好铺垫。
（二）情境导入经过展现学生常有的物理模型，比如：小球在斜面上的转动以及物体对弹簧的挤压，领会功和能之间的转变，联合学生的预习状况引出本节课所要学习的内容 - 机械能。
新人教版 高中物理必修二第七章 机械能守恒定律 教材分析 课件(共68张PPT)
教材分析
1
一、课程标准
1．机械能守恒定律 （1）举例说明功是能量变化的量度，理解功和功率。关心 生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。 （2）通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系。理 解动能和动能定理。用动能定理解释生活和生产中的现象。 （3）理解重力势能。知道重力势能的变化与重力做功的关 系。 （4）通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定 律。用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。 （5）了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒是 最基本、最普遍的自然规律之一。 （6）通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提 高效率的重要性。了解能源与人类生存和社会发展的关系， 知道可持续发展的重大意义。 2
4
三、知识框架
追寻守恒量 机械能守恒定律 能量守恒 机 械 能 机械能守恒定律的验证 能量守恒定律 能源的开发和利用
功和功率 动能、重力势能、弹性势能 功能关系
动能定理 功是能量转化的量度
5
三、知识框架
探究碰撞中的不变量 动量守恒 动 量 动量和 动量定理 动量守恒定律及应用 验证动量守恒定律
动量、动量变化、冲量
9
历史溯源
1686年，莱布尼茨在他的论文中，对笛 卡儿学派的这个量度方法提出了批评。他认 为应该用量值mv2而不是用mv来量度物体 “运动的力”。
科里奥利的建议以 mv2/2，代替mv2，这 就是后来所说的运动物体的动能 。
10
生活中的守恒关系
1、水管中流动的水 2、杯中的水
已知的守恒量
1、能量守恒定律
EP 1 2 kx 2 x2 x0 x1 0 x
18
弹性势能零点不选在原长位置，如把弹性 势能零点选在x1处，当弹簧在伸长x1的基础上又 伸长了x 仍以弹簧原长为弹性势能零点
机械能及其守恒定律教材分析与教学设想
3、功率
►新教材提出了额定功率与实际功率的概念,同时在“说一 说”“做一做”板块中，渗透了瞬时功率概念。
►与生活中的汽车换档等问题挂钩，生活化的程度提高了， 也可以提高学生的学习兴趣。
►新教材没有汽车以恒定功率启动的问题，但有汽车在额定功率 下工作的习题。我们在处理时没必要再去补充大量的这类习题， 以免人为地加重学生的负担。 但要让学生学会如何进行动态分 析，这也是能力要求之一。
教材先给出能量、势能、动能三个概念，其中对能量仅给出个事例然
后进行推演而得；对于势能则是给出了一个普遍的定义（相互作用的物体 凭借其位置而具有的能量），也为后面的重力势能、弹性势能教学作了铺 陈。
P61
能量、势能、动能三个概念学生在初中就有了初步接触。
想法
►教学安排上一个课时，也可以考虑与第二节功相连上二课时。 ►可安排些守恒事例。 ►该部分内容的重要性不仅在于将能量提前向学生渗透，也在于叙
►对于课后的“做一做”中的调查，要充分利用这些数据，像其中所叙述的“功 率
的大小与机器（或器具）的效能之间的联系”等。
想法 关于功率教学的引入
由于功率概念在学生头脑中已有一定的认知水平，因 此，这节课不太容易引起学生的兴趣，认为高中对这个概 念的学习也不过如此，造成对功率及相关问题的轻视，不 能很好地去思考。可以考虑用实验来引入。
方法三：
1、先分析简单的和特殊的力做功情形
再与学生共同商讨对于
左边问题的物体所受重 力和弹力做功吗？
W FL
造成既成事实：当力与
物体的位移垂直时，该 力对物体不做功。
2、改变教材中的分析图情境更改为一般的理想推演情景。
设想物体先在一个水平力F（如5N）作用下沿光滑水平面运动一段位
高中物理必修二第8章 机械能守恒定律
《机械能守恒定律》教案〖教材分析〗学习本节内容注意回顾前面学习的动能定理和重力势能与重力做功的关系，已经它们之间的联系，通过本节学习的机械能守恒条件，把前后结合统一起来。
本节内容是本章教材的重点内容，它既是对前面几节内容的总结，也是对能量守恒定律的铺垫。
通过学习，学生不难掌握机械能守恒定律的表达式和运用机械能守恒定律求解简单问题，但对守恒条件的判断有一定的困难，对条件的理解是本节内容的难点。
〖教学目标与核心素养〗物理观念：树立能量观念，能够根据动能定理和重力做功与重力势能变化的关系，结合机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法。
科学思维：理解机械能守恒定律的推导过程，体会它与动能定理和重力做功与重力势能变化的关系之间的统一关系。
科学探究：通过对生活中动能和势能相互转化的思考增加学生对物理知识喜爱。
领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性。
科学态度与责任：通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。
〖教学重点与难点〗重点：1.理解机械能守恒定律的内容。
2.在具体问题中能判断机械是否守恒，并能列出定律的数学表达式。
难点：从功能关系来理解机械能守恒定律的条件。
〖教学准备〗多媒体课件〖教学过程〗一、新课引入伽利略曾研究过小球在斜面上的运动。
他发现：无论斜面B比斜面A陡些或缓些，小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。
在小球的运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？你能找出不变的量吗？（播放动图）阐述速度是变化的，高度和质量是不变的。
也许还有一个量也是不变的，那就是能量，——追寻守恒量。
二、新课教学（一）追寻守恒量伽利略的这个实验，小球总能回到原来的高度。
也就说小球在运动的过程中，好像记得自己起始的高度，用物理学的语言来说，这说明存在一个与高度相关的物理量。
这个量是守恒的，后来物理学家就把这个量叫做能量。
其实，伽利略已经走到了机械能守恒的大门口，只是当时还没有“能量”的概念，因此，伽利略没有得出机械能守恒的结论。
机械能守恒定律教材分析和教法建议
机械能守恒定律●教材分析和教法建议（1）机械能守恒定律是本章的重点内容，要求学生能初步掌握机械能守恒定律的内容并能用来解决一些简单问题．守恒定律在物理学理论和应用方面十分重要，不同运动形式的转化和守恒的思想能指引我们揭露自然规律、取得丰硕成果．但这种思想和有关的概念、规律，由于其抽象性强，学生不易理解、掌握．机械能守恒作为普遍的能的转化与守恒的一个特例虽然比较简单，学生要真正掌握和灵活运用也极困难．为了减轻学生负担，使学生在有限的时间内掌握得好一些，教材删去了机械能守恒定律的推导，对应用机械能守恒解题也尽量降低难度．（2）物质运动的转化是普遍的，守恒反映了运动转化间的关系，没有转化就不会有守恒．教材分两步得出机械能守恒定律，第一步是要学生理解动能与势能间可以相互转化，第二步是说明在转化过程中机械能的总量守恒．教材先讨论重力势能与动能间的相互转化，再简单介绍弹性势能与动能间的相互转化．由于前面没有完整地定量地讨论重力做功与重力势能变化的关系，也没有介绍动能定理，所以教材对重力势能与动能间的转化完全是从实例的分析得出的．分析前我们可向学生明确指出：大量实践证明不同形式的能可以互相转化，这是能的重要性质．对教材分析的三个实例我们可根据学生情况选用．竖直上抛的例子学生比较熟悉，而且从力、加速度的角度又分析过自由落体运动，现在从能的转化的角度来分析它，有利于培养从不同角度分析同一个问题的思想方法．对这第一个实例的观察、分析应细致些．可先启发学生注意观察高度与速度的关系，让学生得出高度大时速度小、高度小时速度大的结论，再得到重力势能大时动能小、重力势能小时动能大．在引导学生分析物体运动状态变化过程中得出重力势能增大（减小）的过程就是动能减少（增大）的过程，也就是重力势能（动能）向动能（重力势能）转化的过程．钟摆摆动的实例较竖直上抛运动更便于观察高度与速度的关系，在第一个例子分析基础上可让学生独立观察和分析得出结论．学生若不熟悉翻滚过山车，老师可先把它的运动情况介绍给学生，然后让学生自己从重力势能和动能的相互转化来认识翻滚过山车的运动过程．弹性势能与动能间的转化可简略分析．（3）在势能与动能相互转化的基础上，可鲜明地提出量的守恒问题，即：“当势能（动能）向动能（势能）转化过程中，势能（动能）减小的量与动能（势能）增加的量之间是否有关系？教材没有定量推导机械能守恒，教学中可明确指出：大量实践表明，如果没有摩擦和空气等介质阻力，则势能与动能相互转化时，势能（动能）减少的量等于动能（势能）增加的量，机械能的总量不变，即机械能守恒．如果有摩擦或介质阻力，则势能（动能）减少的量大于动能（势能）增加的量，也就是机械能的总量有损失、不守恒．我们可用上面的例子说明这个意思，并进一步说明机械能总量减少时发生了机械能向物体内能的转化，为热学中讲普遍的能的转化与守恒定律作些准备．（4）教材对机械能守恒定律的内容表述为：如果没有摩擦和介质阻力，物体只发生动能和势能的相互转化时，机械能的总量保持不变．机械能守恒的条件是难点，严格的表述应从系统、内力做功、外力做功的角度去说明，但在中学没有必要做这种过高的要求．教材中说明机械能守恒的条件是：没有摩擦和介质阻力，物体只发生动能和势能的相互转化．这两句话的意思是互为补充的不要割裂．教材对守恒条件没有太多要求，在一些明显简单的例子中要求学生知道总机械能守恒，在习题中，教材对（3）～（7）题都直接提示机械能守恒．我们要求学生清楚地知道机械能守恒定律的内容和意义．可向学生说明定律有两层意思：一是动能和势能可相互转化，二是总机械能守恒．要让学生理解，物体的机械运动可能是十分复杂的（轨迹是曲线，速度、加速度、力都随时在变化），但只要物体不受摩擦和介质阻力，只发生动能和势能的相互转化，则物体在复杂的运动过程中机械能总量保持不变，这使我们从复杂运动中看到了一个简单的规律：总机械能守恒．用这个观点去分析力学现象是一条重要的途径，有时能简捷地得到重要结论．（5）要求学生能应用机械能守恒定律解决一些简单问题，在应用过程中能巩固、加深对定律的理解．应用的重点不是守恒条件的判定（这很关键，但教材没作太多要求），而是：①如何根据问题情况，分析并确定初态和末态的机械能（动能和势能）；②根据机械能守恒建立方程．例题作了典型的示范性的分析说明，习题中的（3）～（7）题要求学生掌握这个方法．通过解题使学生体会：一个复杂运动的中间过程细节可能很繁，但我们着重于初态和末态的分析而不考虑过程细节，可以使问题大为简化．这是守恒定律很大的特点，也是优点．特别像习题（6），虽然学生没有学过平抛运动规律，但用能量守恒定律也可以将问题解决．（6）本章是力学的重点内容，可以指导学生对本章内容作一小结，让学生比较分析解决力学问题的两条途径（力的角度和能的角度）的各自特点，这对培养学生能力有很大好处．。
《机械能守恒定律》之教材分析
课程理念
单摆引课
插图 习题
对教材的深加工
探究实验
分组时应注意组内异质、组间同质的分组原则
教学目标
情感态度价值观 知识与技能
知道什么是机械能， 知道物体的动能和势 能可以相互转化。 理解机械能守恒定律 及其条件。 学会探究机械能定律 的实验操作，掌握相 关仪器的使用方法。
过程与方法
经历动机械能守恒定 律的探究过程，感受 理想化模型思想是探 究物理规律的重要手 段。
人教版普通高中课程标准实验教科书《物理》 必修二
§7.8 机械能守恒定律 之 教材分析
地位与作用
教材分析
七 机械能守恒定律
第7节 动能和动能定理
承上启下
第8节 机械能守恒定律
第9节 实验：验证机械能守恒定律
课程标准
通过实验，验证机械能 守恒定律。 理解机械能守恒定律。 用机械能守恒定律分析 生活和生 感受物理中守恒思 想的意义
知识结构
重点
· 机械能守恒的条件 · 在具体的问题中能判定机械能是否 守恒,并能列出数学表达式。
难点
· 判断机械能是否守恒 · 灵活运用机械能守恒定律解决问题
学情
谢谢
高中物理_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》教学设计【课程分析】本节内容是人教版高中物理必修2第七章第八节新授课，从前后联系来看，这节课的内容有利于学生对功能关系的进一步认识；在理论推导的过程中，有利于强化学生对动能定理的理解；从思维方式上分析，使学生初步建立守恒的思想。
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。
通过学习，学生不难掌握机械能守恒定律的表达式和运用机械能守恒定律求解比较简单的问题，但对具体问题中机械能守恒条件是否满足还有一定的困难，因此，对机械能守恒定律条件的理解是本节内容的难点。
【学情分析】通过前几节课内容的学习，学生知道了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功将使弹性势能发生变化，合外力做功将引起物体动能的变化。
使学生看到生活中的一些定性的感受逐渐找到了定量方面的联系，对功能关系的认识加深了，也萌发了继续探究的兴趣。
那么，在动能和势能都参与转化的过程中，情况又将如何呢？这是学生急待解决的问题，机械能守恒定律的建立已经到了“水到渠成”的时候了。
【设计思路】本节课首先以自然景观、生活实例为情景引入新课，引起学生探索物理规律的兴趣。
而学生通过大胆猜想、探究设计、实验验证、理论推导充分体验物理规律的形成过程，从而真正理解机械能守恒定律及条件。
最后，通过实践应用来回馈生活，加深学生对物理规律的认识。
整节课，以学生为主题，体验为红线，思维为主攻，教师加以引导，以情激情，以诱达思，使学生在掌握物理规律的同时，获得了探求知识的途径和方法。
从而激励学生将探究学习的方法应用到平时学习中去，在获得知识的同时，体验快乐和成就感。
【学习目标】（1）理解机械能和机械能总量的概念（动能、势能统称为机械能，它们的总和即为机械能总量）；（2）理解机械能守恒定律条件的实质（能量只在机械动能和势能之间转化）；（3）初步会用定律分析实际过程机械能是否守恒（做功法和能量转化法）。
《机械能守恒定律》说课稿建议3篇
《机械能守恒定律》说课稿优秀3篇机械能守恒定律说课稿篇一一、教材分析《机械能守恒定律》是人教版高中新教材必修2第七章第8节，本节内容从理论推导过程中，强化学生对动能定理的进一步理解；机械能守恒定律属物理规律教学，是对功能关系的进一步认识，是学生理解能量的转化与守恒的铺垫，为今后学习动量守恒、电荷守恒打下基础。
它结合动量守恒定律是解决力学综合题的核心，而这类问题又常伴随着较为复杂的运动过程和受力特点是充分考查学生抽象思维能力、分析能力、应用能力的关键点。
教学目标根据上述教材结构与内容分析，依据课程标准，考虑到学生已有的认知结构、心理特征，制定如下教学目标：知识与技能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化；3、掌握机械能守恒的条件；情感态度与价值观目标1、培养学生发现和提出问题，并利用已有知识探索学习新知识的能力；2、通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。
教学重点、难点重点：掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容；在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。
难点：从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。
二、说教法主要采用讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。
通过师生一起探索得出物理规律及适用条件，充分调动学生积极性，充分体现"教师主导、学生主体"的教学原则。
采用情景→问题→分析与活动→总结的教学设计模式，以老师指导下的学生活动为主。
三、说学法让学生真正成为学习的主体。
这种运用归纳法的思想，从一个个典型的物理情景中总结出科学的结论，()可以大大调动学生学习的积极性和主动性。
本节课的教学过程中通过观察生活中的常见形变，巧用引导性提问，激发学生的积极性，让学生在轻松、自主、讨论的学习氛围中总结出本节的主要内容从而完成学习任务。
四、教学过程（引入新课）用多媒体展示下述物理情景：A.运动员投出铅球；B.弹簧的一端接在气垫导轨的一端，另一端和滑块相连，让滑块在水平的轨道上做往复运动。
高中物理_验证机械能守恒定律教学设计学情分析教材分析课后反思
《验证机械能守恒定律教学设计》一、教材分析“验证机械能守恒定律”位于人教版物理必修二第七章第九节，内容包括了重力做功，重力势能变化，验证机械能守恒定律，机械能所需要掌握的注意事项等几个教学知识点。
二、学情分析本节教学设计为高一新授实验课，实验课一定要给与学生充分的实验时间，给学生高度的自由度，让学生接触实验，感触实验，领会实验。
再结合我校的“问——讲——练”的三五五教学模式，体现高一实验课的教学特点。
三、目标分析 （一）知识与技能 1、机械能。
2、验证机械守恒定律的实验步骤。
（二）过程与方法1、通过学生的分组实验来验证机械能守恒。
2、通过教师的演示实验来归纳总结221n mv mgh 。
（三）情感态度与价值观1、体验物理实验认真、严谨的科学态度以及尊重科学的精神。
2、培养学生的动手动脑的习惯，以及发现问题解决问题的能力。
三、教学的重点、难点重点：学生分组实验验证机械守恒定律。
难点：通过分析判断演示实验来得到221n mv mgh =关系。
四、教法、学法 教法：三五五教学模式教学用具：多媒体设备，高拍仪，微课，实验室器材 学法：实验法、自主探究法、归纳分析方法等。
五、教学过程： [实验目的]1.验证机械能守恒定律。
2.掌握实验数据处理方法，能定性分析误差产生的原因。
[实验原理]当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。
若某一时刻物体下落的瞬时速度为v ，下落高度为h ，则应有：21mg m 2h v =。
借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h 和该时刻的瞬时速度v ，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图1所示。
测定第n 点的瞬时速度的方法是： T2h -h 1-n 1n n +=v [实验器材]图1铁架台(带铁夹)、打点计时器、纸带、交流电源、导线、带铁夹的重锤、纸带、刻度尺等。
[实验步骤]1．按如图1装置把打点计时器安装在铁架台上，并使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。
人教版高一物理必修第二册 第八章 机械能守恒定律 教材分析 课件(共41张PPT)
MV
2
1 2
mv2 ) (1 2
MV02
1 2
mv02 )
机械能守恒定律
什么是机械能守恒 “动能与势能之间相互转化，转化时总的机械能保持不变”
动能与势能的动态变化，此消彼长，总量保持不变
机械能守恒定律
物体机械能守恒条件：
功能关系 机械能守恒的定义
只有重力对物体做功
机械能守恒定律
物体机械能守恒条件：
把上面各式相加，可得:
W
1 2
mv22
1 2
mv12
适用范围
Wn
1 2
mv22
1 2
mvn'2
（1）动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动
（2）既适用于恒力做功,也适用于变力做功
动能和动能定理
系统
Fx1
fx1
1 2
MV
2
1 2
MV02
fx2
1 2
mv2
1 2
mv02
Fx1
f
( x1
x2 )
(1 2
功与功率
f f
位移相对不同的参考系是不同的，一般都是以惯性参考系——地 面，研究力对物体做功的问题。
功与功率
变力做功
1、微元的思想
例1：水平拉着物块绕着半径为R的圆形操场一圈，物
块与地面动摩擦因数为μ，质量为m，则此过程中，物
高中物理必修2实验 验证机械能守恒定律 教材分析
实验：验证机械能守恒定律 教材分析这一节将通过实验来研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，从而验证机械能守恒定律.（一）实验方法与原理所用装置如图5－9－1.图5－9－1 验证机械能守恒定律重物的质量用天平测出，纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到重物下落过程中势能的变化.重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出，这样也就知道了它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能.比较重物在某两点间的动能变化与势能变化，就能验证机械能是否守恒.（二）速度的测量我们学过了匀变速运动的规律，并且已经知道自由落体的运动是匀变速运动，就可以用一个更简单、更准确的方法测量重物下落时的瞬时速度了.图5－9－2 B 点的瞬时速度等于A 、C 之间的平均速度如图5－9－2所示，A 、B 、C 是纸带上相邻的三个点，由于已经知道纸带以加速度a 做匀加速运动，所以A 、C 两点的距离可以表示为x =v A (2Δt )+21a (2Δt )2式中“2Δt ”是A 、C 两点的时间间隔.这样，A 、C 之间的平均速度可以写成v AC =t x 2=v A +a Δt另一方面v B =v A +a Δt所以v B =v AC这表明：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度.（三）实验器材铁架台（带铁夹）、打点计时器、重锤（带纸带夹子）、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、学生电源.（四）实验步骤：略（五）注意事项1.打点计时器安装要稳固，并使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力.2.实验中，需保持提纸带的手不动，待接通电源，打点计时器工作稳定后才松开纸带让重物下落.3.过程开始和终结位置的选择实验用的纸带一般小于1 m.从起始点开始大约能打出20个点.终结位置的点可选择倒数第一个点或倒数第二个点，从这一个点向前数4~6个点当作开始的点，可以减小这两个点瞬时速度及两点之间的距离（高度h ）的测量误差.4.实验中不需要测出物体的质量m .5.某时刻瞬时速度的计算应用v n =Th h n n 211－－ ，不要用v n =n gh 2来计算.（七）误差分析1.偶然误差：测量相关长度时带来的.减小的方法可多测几次取平均值.2.系统误差：实验过程中要克服阻力（主要是打点计时器的阻力）做功，故动能的增加量ΔE k 必定稍小于势能的减少量ΔE p ，这属于系统误差.。
高中物理《机械能及其守恒定律》教材分析与教学建议讲座课件 新人教必修2
（1）教学内容结构
直观感受
动能 ？
演绎推理
形成一个课题
探究功与物体速度变化的关系
控制变量法
物体质量不变时：Wv2
质量为动m力的物学体思，路在恒推力导F作用下发
生一段位移 l，速度由V1变为V2， 试功研与究物W在体合这速一度12过变m程化2v2中的12，关m力系2对。v2 物体的
定义：Ek
1 mv2 2
二、教学建议
•1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 •5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 •6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2022年1月2022/1/182022/1/182022/1/181/18/2022 •7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2022/1/182022/1/18January 18, 2022 •8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2022/1/182022/1/182022/1/182022/1/18
本节内容是对本章内容的总结和扩张。
学生通过机械能的学习，容易体会到科学概念的 作用在于它是对一些自然现象的抽象与概括。能量就 是从千差万别的各种自然现象中抽象出来的概念。在 学生头脑中，已经形成了许多有关能量转化的图景， 他们也具备了从“机械能的转化和守恒”问题联想扩 展到“自然界中各种能量在转化和转换中总能量是否 会守恒”的能力。
系。
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机械能守恒定律教材分析
（一）机械能
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能.
（二）动能与势能的相互转化
1.重力势能可以转化为动能
物体自由下落或沿光滑斜面滑下时，重力对物体做正功，物体的重力势能减少.减少的重力势能到哪里去了？我们发现，在这些过程中，物体的速度增加了，表示物体的动能增加了.这说明，物体原来具有的重力势能转化成了动能.
2.动能也可以转化为重力势能
原来具有一定速度的物体，由于惯性在空中竖直上升或沿光滑斜面上升，这时重力做负功，物体的速度减小，表示物体的动能减少了.但这时物体的高度增加，表示它的重力势能增加了.这说明，物体原来具有的动能转化成了重力势能.
3.弹性势能与动能之间也能相互转化.
图5－8－1
小孩松手后橡皮条收缩，弹力对模型
飞机做功，弹性势能减少，飞机的动能增加.
不仅重力势能可以与动能相互转化，弹性势能也可以与动能相互转化.被压缩的弹簧具有弹性势能，当弹簧恢复原来形状时，就把跟它接触的物体弹出去.这一过程中，弹力做正功，弹簧的弹性势能减少.而物体得到一定的速度，动能增加.射箭时弓的弹性势能减少，箭的动能增加，也是这样一种过程.
4.结论：从上面的讨论可知，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.
（三）机械能守恒定律
动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系？这里以动能与重力势能的相互转化为例，讨论这个问题.
1.定律的推导
我们讨论物体只受重力的情况.如自由落体运动或各种抛体运动；或者虽受其他力，但其他力并不做功，如物体沿图5－8－2所示光滑曲面滑下的情形.一句话，在我们所研究的情形里，只有重力做功.
图5－8－2 物体沿光滑曲面滑下
在图5－8－2中，物体在某一时刻处在位置A，这时它的动能是E k1，重力势能是E p1，总机械能是E1=E k1+E p1.经过一段时间后，物体运动到另一位置B，这时它的动能是E k2，重力势能是E p2，总机械能是E2=E k2+E p1.
以W表示这一过程中重力所做的功.从动能定理知道，重力对物体所做的功等于物体动能
的增加，即
W=E
－E k1
k2
另一方面，从重力的功与重力势能的关系知道，重力对物体所做的功等于重力势能的减少（见本章第4节“重力势能”）.即
W=E
－E p2
p1
从以上两式可得
E
－E k1=E p1－E p2
k2
移项后，有
E
+E p2=E k1+E p1
k2
即E2=E1
可见，在只有重力做功的物体系统内，动能与重力势能可以互相转化，而总的机械能保持不变.
同样可以证明，在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以互相转化，总的机械能也保持不变.
2.定律的内容：
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变.
3.定律适用条件
只有重力做功或系统内弹力做功.
4.对定律的理解
（1）定律的研究对象
（必包括地球）既可以是某一物体，也可以是某几个相互作用的物体构成的系统.如是由两个相互作用的物体构成的系统，一个物体机械能的增加，必定等于另一个物体机械能的减少，系统机械能总量保持不变.
（2）对研究对象的受力分析
注重于重力（弹力）之外的力，分析它们是否做功.
（3）对研究对象进行状态分析
必须选定参考系与零势能参考面，区分初、末状态，但在分析状态时不必考虑物体运动的具体路径.
（四）应用机械能守恒定律解题的基本步骤
1.根据题意，选取研究对象（物体或系统）.
2.明确研究对象的运动过程，分析对象在过程中的受力情况，弄清各力做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件.
3.恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的起始状态和末了状态的机械能（包括动能和重力势能）.
4.根据机械能守恒定律列方程，进行求解.。