人教版高中物理《机械能守恒定律》教学设计新部编版
新教材人教版高中物理必修第二册 第八章 机械能守恒定律 优秀教案教学设计
第八章机械能守恒定律8.1功与功率 ................................................................................................................... - 1 - 8.2重力势能 ................................................................................................................. - 11 - 8.3动能和动能定理...................................................................................................... - 20 - 8.4机械能守恒定律...................................................................................................... - 29 - 8.5实验：验证机械能守恒定律.................................................................................. - 40 -8.1功与功率教学过程一．导入新课：起重机竖直提升重物时，重物运动的方向与力的方向一致，则力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。
更普遍的情形是物体运动的方向与力的方向不一致，例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。
这时应当怎样计算功呢？【教师引导】回忆初中学过的功的计算公式和做功条件（1）表达式W=FS。
（2）做功条件：力和物体在力的方向上发生的位移，两者缺一不可。
讲授新课：（1）功【教师引导】当力F的方向与运动方向成某一角度时，如图，可以把力F分解为两个分力：与位移方向一致的分力1F，与位移方向垂直的分力2F。
2024秋季人教版高中物理必修第二册第八章机械能守恒定律《功与功率》
教学设计：2024秋季人教版高中物理必修第二册第八章机械能守恒定律《功与功率》教学目标（核心素养）1.物理观念：理解功的概念及其计算公式，掌握功率的定义及其物理意义，能够区分功的正负与力对物体做功的效果。
2.科学思维：通过实例分析，培养学生运用功和功率的概念解决实际问题的能力，提升逻辑推理和抽象思维能力。
3.科学探究：经历功和功率概念的建构过程，体验科学探究的基本方法，培养观察、测量、计算和分析数据的能力。
4.科学态度与责任：激发学生对物理现象的好奇心和探索欲，培养严谨的科学态度和实事求是的科学精神，认识功和功率在日常生活和工程技术中的应用价值。
教学重点•功的概念、计算公式及正负判断。
•功率的定义、物理意义及计算公式。
教学难点•理解功是能量转化的量度，掌握功的正负与力对物体做功效果的关系。
•区分瞬时功率与平均功率的概念，理解其在实际问题中的应用。
教学资源•多媒体课件（含功和功率的概念示意图、实例分析动画等）。
•实验器材（如弹簧秤、刻度尺、秒表等，用于测量力和位移，计算功和功率）。
•教材、教辅资料及网络资源。
教学方法•讲授法：系统讲解功和功率的概念及其计算公式。
•演示法：利用实验或多媒体演示，直观展示功和功率的计算过程。
•讨论法：组织学生讨论功和功率的应用实例，促进思维碰撞。
•练习法：通过例题和练习题，巩固学生对功和功率概念的理解和应用能力。
教学过程导入新课•生活实例导入：展示一段工人用锤子钉钉子的视频，提问：“工人为什么需要用力敲击锤子？这个过程中能量是如何转化的？我们如何量化这种能量转化的多少？”引导学生思考功的概念，引出新课。
新课教学1.功的概念•讲解功的定义：功是力与在力的方向上发生位移的乘积，即W=Fs cosθ，解释各符号的含义（F为力，s为位移，θ为力与位移之间的夹角）。
•强调功是标量，但有正负之分，正负表示力对物体做功的效果（使物体动能增加为正功，减少为负功）。
•通过实例分析（如推车上坡、拉动物体等），引导学生理解功的正负判断方法。
高中物理 《机械能守恒定律》教学设计方案 新人教版必修2
如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（）
解析：机械能守恒的条件是：物体只受重力或弹力的作用，或者还受其它力作用，但其它力不做功，那么在动能和势能的相互转化过程中，物体的机械能守恒。依照此条件分析，ABD三项均错。答案：C。
理论推导过程：
物体只有重力做功，根据动能定理得：
(1）
又据重力做功与重力势能的关系得到： （2）
由（1）（2）两式可得:
（3）
移项得：
（4）
结论：只有重力做功时，动能和重力势能相互转化，但机械能守恒。
（三）机械能守恒定律
1、内容：在只有重力做功时，动能和重力势能相互转化，但机械能总量保持不变
2、理解：
３、机械能之间可以相互转化。
（二）机械能守恒定律的推导
演示实验：如图所示，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。
把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A点，然后放开。我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如图甲。如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C点，但摆到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度，如图乙。
３、机械能守恒定律在生活中的应用
课本例题：上海“明珠线”某轻轨车站，与站台连接的轨道有一个坡度，电车进站时要上坡，出站时要下坡，如果坡高２米，电车到A点时速度是25.2km/h,此后便切断电源，不计电车所受摩擦力。
（1）电车能否冲上电台？
（2）如果能冲上，到达B点的速度为多大？（g=10m/s2）
教学活动3
最新人教版新课标必修2高中物理《机械能守恒定律》教学设计
机械能守恒定律教学设计教学设计思路：本章的重点是机械能守恒定律，学生通过对定律的得出、公式、适用条件的学习，要能够应用机械能守恒定律解决实际问题。
另外，物理是一门以实验为基础的学科，所以新课程标准要求学生在物理课堂中学习基础知识的同时还得学习实验技能，这就需要体验科学的探究过程，增强创新意识和实践能力。
对此，我按以下思路对本课进行设计：1.引入环节，我设计了小球碰鼻子的实验，激发学生兴趣。
2.通过知识回顾，重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功会使弹性势能发生变化，合外力的功将引起动能的变化，以便更好的理解机械能的概念。
3.为了说明动能和势能的相互转化，利用单摆和弹簧振子的例子分别进行探究说明。
4.机械能守恒定律的推导，以及守恒条件、解题步骤的得出是本节课的重难点，让学生自己通过小组合作推导并总结归纳出结论。
5.由于本节课的时间有限，而大部分时间放在学生总结得出实验规律上，所以在实践环节只设计了一些必要的实践练习，有关利用机械能守恒定律公式更多的解题将在下节课继续学习。
6.进行课堂小结、作业布置。
一、教学目标●知识与技能1. 理解什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化。
2. 掌握机械能守恒定律的内容及得出过程。
3. 会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决简单问题，并领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性。
●过程与方法1. 学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒。
2. 初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析物理问题。
●情感、态度与价值观通过机械能守恒定律的教学，使学生树立科学的观点，理解和运用自然界客观存在的规律，来解决生活中的实际问题。
二、教学重点1. 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2. 能在具体问题中判断机械能是否守恒，并能运用机械能守恒定律解决简单问题。
三、教学难点从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件；能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。
《机械能守恒定律》教学设计
“机械能守恒定律”教学设计整体设计思路：首先，通过两个演示实验导入新课，引发学生思考动能与势能的转化过程；进而教师总结过渡，引出“机械能守恒定律”的学习，最后通过练习巩固和学生一、新课引入以综艺节目——《加油向未来》的一段视频来引入，撒贝宁坐在摆球中被拉到距离地面8m高的空中，张腾跃则坐在和摆球完全对称的位置上。
在摆球完成摆动的过程中，两人在8m的高空尝试击掌。
师：小撒坐在大摆球中能否与张腾跃在空中击掌成功，以及为什么，学完本节课，同学们自然可以知晓答案。
【§7.8 机械能守恒定律】（板书）二、新课教学【一、动能与势能的相互转化】（板书）演示实验1：如下图，用细线、小球、带有标尺的铁架台等进行实验。
把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A 点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化。
我们看到，小球可以摆到跟A 点等高的C 点，如图甲。
如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C 点，但摆到另一侧时，也能达到跟A 点相同的高度，如图乙。
师：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么？ 实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。
在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。
【重力势能−−−→←相互转化动能】（板书）演示实验2：如图，水平方向的弹簧振子。
拉动弹簧振子，使之在水平方向做往复运动。
师：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么？ 实验证明，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化。
小球在往复运动过程中总能回到原来的高度。
【弹性势能−−−→←相互转化动能】（板书）师：从上面的讨论可以看到，重力势能、弹性势能与动能之间具有密切的联系，我们把它们统称为机械能。
【机械能：势能与动能的总和】（板书） 师：通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和是否真的保持不变？下面我们就来定量讨论这个问题。
高中物理新课标版人教版必修二优秀教案： 机械能守恒定律
机械能守恒定律教案整体设计本课教学从动能和势能的复习入手，引导学生观察生活现象，思考动能和势能的变化之间的关系.机械能守恒定律是本章教学的重点内容，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.进而利用动能定理推导出机械能守恒定律的表达式.教学重点1.机械能守恒的条件.2.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.教学难点1.判断机械能是否守恒.2.灵活运用机械能守恒定律解决问题.课时安排1课时三维目标知识与技能1.理解动能与势能的相互转化.2.掌握机械能守恒定律的表达式.过程与方法经过机械能守恒定律的实际应用，进一步理解机械能守恒的条件.情感态度与价值观培养理论联系实际的思想，通过规律、理论的学习，培养学以致用的思想.课前准备1.自制课件、学案.2.麦克斯韦滚摆、单摆、气垫导轨.教学过程导入新课实验导入如右上图所示，悬挂单摆的铁架台上增加一个横杆P和一把水平放置的尺子AB，实验时①调整横杆P的高度,观察小球摆动的情况；②调整水平尺子的高度使小球从不同位置摆动，观察小球摆动的情况.将各次实验现象进行概括，思考这些现象说明什么问题.也可以将单摆悬挂在小黑板上，然后在小黑板上画上若干条水平横线，手持短尺替代横杆.推进新课一、动能与势能的相互转化前面我们学习了动能、势能和机械能的知识.在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化。
实验演示：依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况，即转化过程中物理量的具体变化.通过观察演示实验，学生回答物体运动中动能、势能变化情况.教师小结：物体运动过程中，随着动能的增大，物体的势能减小；反之，随着动能的减小，物体的势能增大.学生通过实例感受、实验演示，切实感受到机械能的两种形式（动能与势能）之间可以相互转化.而且，转化过程中有力做功.重力做功：动能←→重力势能弹力做功：动能←→弹性势能.动能与势能相互转化的例子在生活中非常多，请同学们举出生活中的例子来说明动能与势能的相互转化.参考:1.从树上掉下的苹果（势能向动能转化）；2.自行车猛蹬几下自由冲上斜坡（动能向势能转化）；3.拉弓射箭（势能向动能转化）4.运动会上撑竿跳高运动员在跳起的过程中（人的动能转化为杆的弹性势能,后杆的弹性势能转化为人的重力势能）.……二、机械能守恒定律问题：动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢？上述各运动过程中，物体的机械能是否变化呢？引导学生通过具体的实例进行理论推导分析.先考虑只有重力对物体做功的理想情况.情境设置：质量为m 的物体自由下落过程中，经过高度h 1处速度为v 1，下落至高度h 2处速度为v 2，不计空气阻力，分析由h 1下落到h 2过程中机械能的变化(引导学生思考分析). 分析：根据动能定理，有:21222121mv mv -=W G 下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量.取地面为参考平面，有W G =mgh 1-mgh 2 由以上两式可以得到21222121mv mv -=mgh 1-mgh 2 移项得2221mv +mgh 2=2121mv g+mgh 1 引导学生分析讨论上面表达式的物理意义：等号的左侧表示末态的机械能，等号的右侧表示初态的机械能，表达式表明初态跟末态的机械能相等.即在小球下落的过程中，重力势能减小，动能增加，减小的重力势能转化为动能.问题：此表达式具有普遍意义吗？还是仅在只受重力的自由落体运动中成立？引导学生自己推导竖直上抛、平抛的过程是否成立.引导学生关注在上述过程中物体的受力情况.可以证明，在只有重力做功的情况下，物体动能和势能可以相互转化，而机械能总量保持不变.思维拓展在只有弹力做功的牨体系统内呢？课件展示：展示弹簧振子（由于弹簧振子概念学生还没有接触，教师可以不提弹簧振子的概念）的运动情况，分析物理过程.教师设疑：在只有重力做功的情况下，机械能是守恒的；同样作为机械能组成部分的势能，是否在只有弹力做功的情况下，机械能也能守恒呢？学生在推导过程中可能会存在一定的困难，教师适当加以辅助推导.对弹簧与小球的运动过程简要分析，得到动能与势能的转化关系，并明确：在只有弹力对物体做功时物体的机械能守恒.通过上面只有重力做功与只有弹力做功两个部分的推导，师生总结机械能守恒定律的内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变.表达式：E k2+E p2=E p1+E k1教师引导学生理解表达式中各量的物理意义，并回顾机械能守恒定律推导过程，加深认识.三、机械能守恒定律的条件思维拓展通过以上内容的学习，我们理解了机械能守恒定律的表达式，但真正应用到解题过程还是有限制的.大屏幕投影机械能守恒定律的内容，并用不同颜色展示“在只有重力或弹力做功的物体系统内”，突出强调守恒的受力前提.引导学生自己总结守恒的条件.有的学生认为守恒条件应该是只受重力或弹力;有的学生认为守恒条件应该是只有重力或弹力做功.在肯定两位学生认真思考的基础上，教师质疑两位学生的意见，激发他们思考的积极性：两位同学说的有什么不同吗？学生讨论：只有重力或弹力做功，还包含这样的意思：可能还受其他力，但其他力不做功. 思维追踪：机械能守恒定律的条件应该怎样表述呢？举例说明.学生总结：机械能守恒定律的条件可以表述为:1.只受重力（弹力），不受其他力.如自由落体的物体.2.除重力（弹力）以外还有其他力，但其他力都不做功.如做单摆运动的物体.例题 在距离地面20 m 高处,以15 m/s 的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g=10 m/s 2，求小球落地速度大小.引导学生思考分析，提出问题：1.前面学习过应用运动合成与分解的方法处理平抛运动，现在能否应用机械能守恒定律解决这类问题？2.小球抛出后至落地之前的运动过程中，是否满足机械能守恒的条件？如何应用机械能守恒定律解决问题？3.归纳学生分析的结果，明确：小球下落过程中，只有重力对小球做功，满足机械能守恒条件，可以用机械能守恒定律求解；应用机械能守恒定律时，应明确所选取的运动过程，明确初、末状态小球所具有的机械能.取地面为参考平面，抛出时小球具有的重力势能E p1=mgh ，动能为E k1=21mv 02.落地时,小球的重力势能E p2=0,动能为E k2=21mv 2.根据机械能守恒定律,有E 1=E 2,即mgh+2021mv =21mv 2 落地时小球的速度大小为v=20102152220⨯⨯+=+gh v m/s=25 m/s.板书设计8 机械能守恒定律一、动能与势能的相互转化重力做功：动能←→重力势能弹力做功：动能←→弹性势能二、机械能守恒定律在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变.三、机械能守恒定律的条件1.只受重力（弹力），不受其他力.如自由落体的物体.2.除重力（弹力）以外还有其他力，但其他力都不做功.如做单摆运动的物体.设计点评本节课通过教师给出撑，给学生感性认识，让学生对能的转化以初步认识，然后对动能和势能的转化关系进行猜想，为定量探究打下基础.引导学生通过具体情境的设置来推导机械能守恒定律的表达式，探究过程中，激发、鼓励学生大胆思考，开发学生的创造潜能，启发学生思维，使学生参与到教与学的活动中去.对守恒条件的教学，本教学设计采用了逐步引导的方法，引导学生向守恒条件步步靠拢，最后师生共同总结，具体展示了守恒定律的发现过程，有助于探究过程方法的学习.教学设计最后通过具体的例题讲解与课堂训练，对本节内容进行巩固加深，收到良好效果.。
8.4 机械能守恒定律(教学设计)高一物理(人教版2019必修第二册)
第4节机械能守恒定律教学设计思考与讨论：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？讨论与计算：若A、B斜面光滑，通过计算证明h和h’是否相等？实验表明：斜面上的小球在运动过程中好像“记得”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。
后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。
二、动能和势能的相互转化思考与讨论：(1)在以下体育比赛中，哪些能量之间发生了转化?(2)由A到B过程中，能量如何转化?机械能的定义及分类：动能势能物体由于运动而具有的能叫做动能：E k=mv2/2 相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做势能重力势能：E P＝mgh弹性势能：E p=kx2/2物体的动能和势能之和称为物体的机械能，用E表示。
E= E k+ E P注意:势能具有相对性，所以机械能也具有相对性，求机械能时应先规定零势能面.思考与讨论：一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落。
它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2 的地方。
在这两种情况下，重力做的功相等吗？重力势能的变化相等吗？动能的变化相等吗？重力势能各转化成什么形式的能？三、机械能守恒定律思考与讨论：(1)机械能的转化是通过做功来实现，试分析以下过程中什么力做了功？(2)动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢？情况一：一个物体沿着光滑的曲面滑下，在A点时动能为E k1，重力势能为E p1；在B点时动能为E k2，重力势能为E p2。
试判断物体在A点的机械能E1和在B点的机械能E2的关系。
结论：只有重力做功时，只发生动能和重力势能的相互转化，总的机械能守恒。
思考与讨论：在图中，如果物体从位置B沿光滑曲面上升到位置A，重力做负功，这种情况下上述的关系是否成立？情况二：如图，光滑小球套在水平杆上运动，C为原长处，从A 到B过程中分析能量的变化，判定弹簧和小球系统机械能是否守恒。
人教高中物理二《机械能守恒定律》教学设计
人教高中物理二7本节教材分析：通过前面几节内容的学习，学生明白了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功会使弹性势能发生变化，合外力的功将引起动能的变化。
使学生关于曾经在初中时期学过的一些定性东西逐步找到了定量方面的联系，对功能的认识也加深了，也萌发连续探究下去的爱好。
那么，在动能、重力势能和弹性势能都参与转化的过程中，情形又将如何呢？从知识进展的线索来看，本节内容，既是对前几节内容学习的总结，也是对能量守恒定律的铺垫。
通过本节内容的学习，学生对功是能量变化的量度会更加深刻的明白得，也是从不同角度处理理学问题提过良好的途径。
本节内容是本章的重点内容。
通过学习，学生不难把握机械能守恒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的判定还有一定难度，因此，机械能守恒定律条件的明白得是本节内容的难点。
教学目标知识与技能1．明白什么是机械能，明白物体的动能和势能能够相互转化。
2．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，明白得机械能守恒定律的内容，明白它的含义和适用条件。
3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。
过程与方法1. 学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒。
2．初步学会从能量转化和守恒的观点来说明物理现象，分析问题。
情感、态度与价值观1. 通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，明白得和运用自然规律，并用来解决实际问题。
2．应用机械能守恒定律解决具体问题。
二、教学重点、难点教学重点1．把握机械能守恒定律的推导、建立过程，明白得机械能守恒定律的内容。
2．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。
教学难点1．从能的转化和功能关系动身明白得机械能守恒的条件。
2．能正确判定研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有机械能。
三、教学方法问题串教学、探究、讲授、讨论、练习。
四、教学预备电脑、投影仪、细线、小球，带标尺的铁架台、弹簧振子。
2024秋季人教版高中物理必修第二册第八章机械能守恒定律《机械能守恒定律》
教学设计：2024秋季人教版高中物理必修第二册第八章机械能守恒定律《机械能守恒定律》教学目标（核心素养）1.物理观念：理解机械能的概念，掌握机械能守恒定律的内容及条件，能够识别机械能守恒的系统和过程。
2.科学思维：通过案例分析，培养学生运用机械能守恒定律解决物理问题的能力，提升逻辑推理和问题解决能力。
3.科学探究：通过实验或模拟实验，观察机械能转化与守恒的现象，体验科学探究的过程，培养观察、记录、分析数据的能力。
4.科学态度与责任：激发学生对物理学的兴趣，培养严谨的科学态度和实事求是的科学精神，认识机械能守恒定律在日常生活和工程技术中的应用价值。
教学重点•机械能守恒定律的内容、表达式及条件。
•运用机械能守恒定律解决物理问题。
教学难点•理解机械能守恒的条件，即只有重力或弹力做功时，机械能守恒。
•复杂情境下机械能守恒定律的应用。
教学资源•多媒体课件（含动画演示机械能转化、守恒过程）。
•实验器材（如单摆、滚摆、斜面、小球等，用于演示机械能守恒实验）。
•教材、教辅资料及网络资源。
教学方法•讲授法：系统讲解机械能守恒定律的基本概念、内容和条件。
•演示法：利用实验或多媒体演示，直观展示机械能转化与守恒的现象。
•讨论法：组织学生讨论机械能守恒定律的应用实例，促进思维碰撞。
•探究法：引导学生设计实验方案，探究机械能守恒定律的适用性。
教学过程导入新课•生活实例导入：展示过山车在轨道上运动的视频，提问：“过山车在运动过程中，哪些能量在变化？它们之间有何关系？”引导学生思考能量守恒的思想，引出机械能守恒的概念。
新课教学1.机械能的概念•复习动能、重力势能和弹性势能的概念。
•引入机械能的概念：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
•举例说明不同情况下物体机械能的组成。
2.机械能守恒定律的提出•分析实例（如自由落体、平抛运动、单摆运动等），引导学生观察机械能的变化特点。
•提出疑问：在什么情况下，物体的机械能保持不变？•引出机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
《第八章 4 机械能守恒定律》教学设计教学反思-2023-2024学年高中物理人教版19必修第二册
《机械能守恒定律》教学设计方案（第一课时）一、教学目标：1. 理解机械能守恒定律的基本概念和定义。
2. 能够辨析定律的适用条件。
3. 掌握并能够运用定律解决实际问题。
二、教学重难点：1. 教学重点：理解并掌握机械能守恒定律的内容和适用条件。
2. 教学难点：能够运用定律解决实际问题，尤其是涉及复杂物理过程的案例。
三、教学准备：1. 准备教学PPT，包含图片、视频、案例等，以帮助学生理解。
2. 准备相关练习题，供学生练习使用。
3. 准备实验设备，进行实验演示，帮助学生理解定律。
4. 邀请一位有经验的教师进行现场指导，以确保教学质量。
四、教学过程：本节内容分为三个部分：第一部分是引入机械能守恒定律，第二部分是探究机械能守恒定律，第三部分是巩固应用。
以下是详细的教学过程：1. 导入：通过两个经典案例引出机械能的概念和相互转化，激发学生的思考，引出课题——机械能守恒定律。
2. 探究：通过实验探究机械能守恒定律。
首先，教师介绍实验所需的器材和实验步骤，学生按照步骤进行实验操作。
实验完成后，学生需要分析实验数据，总结实验结果。
教师引导学生思考实验中的误差来源，并解释机械能守恒定律的含义。
3. 讲解：教师详细讲解机械能守恒定律的内容和适用条件，包括动能、重力势能、弹性势能的转化关系，以及守恒的条件——只有重力或弹力做功。
同时，教师需要解释如何应用机械能守恒定律解决实际问题，如弹性碰撞、非弹性碰撞等复杂问题。
4. 课堂互动：教师提出一些与机械能守恒定律相关的实际问题，引导学生进行讨论和解答。
这些问题可以包括弹性碰撞、非弹性碰撞、能量守恒问题等。
通过讨论和解答问题，学生可以更好地理解和应用机械能守恒定律。
5. 小组活动：组织学生进行小组活动，探究不同的机械能守恒问题。
学生需要利用所学的知识解决这些问题，并记录解决问题的过程和结果。
教师对小组活动进行指导，确保活动的顺利进行。
6. 反馈与评价：教师对学生的表现进行评价，了解学生对机械能守恒定律的理解和应用情况。
新人教版高中物理必修二《机械能守恒定律》教案
(实验演示，如图，水平方向的弹簧振子．用振子演示动能和弹性势能的相互转化)
思考：实验中，小球受力情况如何?各个力做功情况如何?这个小实验说明了什么?
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提示1：小球在往复运动过程中，竖直方向上受重力和杆的支持力，水平方向上受弹力．重力、支持力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有-------对小球能做功．
2.2（结论)：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变，这就是机械能守恒定律．其表达式为：______________________
2.3例题1：把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为L，最大倾角为θ．小球到达最底端的速度是多大?
总结步骤与注意事项：_____________________________________________________
解析：链条下滑时，因桌面光滑，没有摩擦力做功。整根链条总的机械能守恒，可用机械能守恒定律求解。设整根链条质量为m，则单位长度质量（质量线密度）为m／L
设桌面重力势能为零，由机械能守恒定律得
解得
点拨：求解这类题目时，一是注意零势点的选取，应尽可能使表达式简化，该题如果选链条全部滑下时的最低点为零势能点，则初始势能就比较麻烦。二是灵活选取各部分的重心，该题最开始时的势能应取两部分（桌面上和桌面下）势能总和，整根链条的总重心便不好确定，最后刚好滑出桌面时的势能就没有必要再分，可对整根链条求出重力势能。
提示2：实验证明，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化．小球在往复运动过程中总能回到原来的位置，可见，弹性势能和动能的总和应该不变．
8.4机械能守恒定律(教学设计)轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理必修第二册(人教版)
存在主要问题：
1. 学生对机械能守恒定律的理解不够深入：部分学生在理解机械能守恒定律的基本概念和判断方法上存在困难，需要进一步改进教学方法。
2. 教学组织与时间管理：在课堂组织和时间管理方面，有时难以平衡理论讲解和实验操作的时间，需要更合理的安排。
目标：回顾本节课的主要内容，强调机械能守恒定律的重要性和意义。
过程：
简要回顾本节课的学习内容，包括机械能守恒定律的基本概念、组成部分、案例分析等。
强调机械能守恒定律在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用机械能守恒定律。
布置课后作业：让学生撰写一篇关于机械能守恒定律的短文或报告，以巩固学习效果。
2. 教学软件：运用教学软件进行模拟实验和问题探究，使学生能够更加直观地观察和分析实验现象，帮助学生理解和掌握机械能守恒定律。
3. 互动平台：利用互动平台进行在线讨论和问题解答，促进学生之间的交流和合作，提高学生的思考和解决问题的能力。
五、教学过程设计
1. 导入新课（5分钟）
目标：引起学生对机械能守恒定律的兴趣，激发其探索欲望。
（6）邀请相关领域的专家或学者进行讲座，让学生更全面地了解机械能守恒定律的研究动态和应用前景。
七、反思改进措施
教学特色创新：
1. 实验与理论相结合：通过实验现象的观察和分析，使学生能够直观地理解机械能守恒定律，并结合理论知识进行深入探讨。
2. 小组讨论与合作：组织学生进行小组讨论，鼓励学生分享自己的理解和观点，培养学生的合作能力和解决问题的能力。
（2）教学难点举例：在解决一个物体从高处落下的问题时，引导学生分析物体在下落过程中所受的力，如空气阻力，并在此基础上应用机械能守恒定律，计算物体的速度和落地时的动能。通过这样的实际问题，帮助学生突破运用机械能守恒定律解决复杂问题的难点。
高中物理人教版第8章84机械能守恒定律教案
《机械能守恒定律》教学设计实验结论：如果忽略空气阻力，物体在运动过程中只有重力做功，机械能的总量保持不变。
从而验证了猜想的正确性。
由于空气阻力和实验误差无法避免，因此这一实验结论仅限于理想状况。
通过实验探究，让学生归纳发现结论。
三、理论推导提问：上述实验结论是否与理论相否呢？一、只有重力做功时问题：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h１处速度为v１，下落至高度h2处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化情况。
学生分析推导：根据动能定理，有：21222121mvmvWG-=下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。
取地面为参考平面，有：由以上两式可以得到即：得出结论：只有重力做功时，动能和重力势能相互转化，但机械能总量保持不变。
二、只有弹力做功时学生观察分析并类比重力做功进行定性研究。
得出结论：在只有弹簧弹力做功的物体系统内，物体的动能与势能可以相互转化，但机械能总量不变。
发现物理规律有三种基本方法：实验归纳法、演绎推理法和类比推理法。
要向学生指出，这里采用演绎推理法，在定律的推理分析过程中，培养学生的抽象思维能力和逻辑推理能力。
通过物理概念、规律教学，要让学生领悟研究物理的科学方法，提高学生的思维能力和类科研能力。
2221212121mghmvmghmv+=+1122K P K PE E E E+=+21mghmghWG-=pkE E∆=∆增减课堂总结机械能守恒的关键是：只有重力或弹力做功；在具体判断机械能是否守恒时，一般从以下两方面考虑：①对于某个物体，若只有重力做功，而其他力不做功，则该物体的机械能守恒。
②对于由两个或两个以上物体(包括弹簧在内组成的系统，如果系统只有重力做功或弹力做功）系统与外界没有机械能的转移，系统内部没有机械能与其他形式能的转化系统的机械能就守恒。
新人教版《机械能守恒定律》教案
《机械能守恒定律》教案教材：新人教版必修2【教学目标】一、知识与技能1．知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化；2．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件；3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。
二、过程与方法1．通过科学探究机械能过程，认识对物理现象（动能和势能的转化）的分析提出假设，再进行理论推导的物理研究方法。
2．经历概括归纳“机械能守恒的条件”的过程，体会归纳的思想方法。
三、情感、态度与价值观1.通过“惊险”的演示实验，激发学生学习的热情，体会科学的无穷魅力。
2.通过机械能守恒，感悟自然界的守恒思想，体会自然的对称美、和谐美。
【教学重点】1．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；2．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。
【教学难点】1．从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件；2．能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确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。
【教学方法】演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。
【教具】细线、小球、弹簧振子。
【教学过程】一、引入新课趣味实验：小球是否会碰到鼻尖实验激凝，拉开细线悬挂的小球，让它摆动几个周期后停下，请一位勇敢的同学一起完成下面的实验。
再次拉开用细线悬挂的小球，以“勇敢”学生的鼻尖为初始位置释放，摆动。
引导学生观察小球摆回的高度是否与初始位置相同。
学生观察实验，应发现小球不会碰到“勇敢”学生的鼻尖。
让学生思考：这是为什么呢？（“勇敢”学生看到小球向自己摆动过来，出于本能，很可能会向后仰头，但发现小球是乎碰不到自己，所以当小球再次摆动过来的时候，他就有心理准备了，本实验趣味性强，能够很好的激发学生的好奇心和学习热情）教师提出;看了刚才的实验，同学们一定很想知道，小球为什么不会碰到同学的鼻尖呢？要想很好的回答这个问题，我们要深入地研究一下物体的动能和势能的相互转化问题。
2023高中物理《机械能守恒定律》教案
2023高中物理《机械能守恒定律》教案2023高中物理《机械能守恒定律》教案1一、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__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、教具演示物体在运动中动能与势能相互转化。
器材包括：麦克斯韦滚摆；单摆；弹簧振子。
四、主要教学过程(一)引入新课结合复习引入新课。
前面我们学习了动能、势能和机械能的知识。
在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化，下面我们观察演示实验中物体动能与势能转化的情况。
[演示实验] 依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况。
通过观察演示实验，学生回答物体运动中动能、势能变化情况，教师小结：物体运动过程中，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。
提出问题：上述运动过程中，物体的机械能是否变化呢？这是我们本节要学习的主要内容。
(二)教学过程设计在观察演示实验的基础上，我们从理论上分析物理动能与势能相互转化的情况。
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教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期]任教学科：_____________任教年级：_____________任教老师：_____________xx市实验学校机械能守恒定律一、教材分析：本节课是高一物理第七章机械能的第六节，是本章内容的总结和升华。
机械能守恒定律体现一定范围内的能量的转化和守恒的规律，它使学生第一次体会到了物理学研究大自然规律的统一美、和谐美。
同时本节内容的知识也为以后进一步学习各种能量间的相互转化和守恒打下了坚实的基础。
二、学生分析：进入高中以来，学生已对高中力学知识有了一个较为广泛的了解，掌握了以牛顿定律为基础的基本研究方法，他们正迫切希望掌握更多的思想方法。
同时对第七章机械能前面知识的学习，已使他们具备了相关的基础知识，有能力来进一步学习本节内容的知识。
三、任务分析：本节教学中主要通过简易的演示实验，让学生自己根据已经学过的知识，猜想、归纳出机械能守恒的规律；然后通过严密的数学推导证明其成立，并体会在推导过程中的几个变式的含义；再进一步理解机械能守恒定律的适用条件；最后会简单应用机械能守恒定律分析、解决相关问题。
四、教学目的：1、知识和技能：①通过实验演示，了解动能与重力势能之间的相互转化，初步领会机械能守恒定律的内容。
②会正确推导自由落体、竖直上抛过程中的机械能守恒定律。
③正确理解机械能守恒定律的含义及适用条件。
④分析实际生活中的事例，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。
2、过程与方法：掌握猜想、归纳、总结、验证的科学研究方法。
3、态度情感与价值观：通过能量守恒的教学，培养学生严谨的科学思想观、体会自然规律的统一美、和谐美五、重点难点：1、重点：①推导机械能守恒定律，②正确理解机械能守恒定律的含义及适用条件，③在具体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。
2、难点：①从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件，②能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。
六、设计思想：本节课从投影片入手引出机械能守恒定律，围绕着证明其成立、理解其适用范围展开，采用各种教学方法，通过一系列的实验、推导、分析、应用、总结归纳，最后又以演示实验来验证，使学生真正地知其然、还知其所以然。
七、教学过程教学方法：演示实验、分析推理、讲授及讨论教具：细线、小球、带标尺的铁架台、自制投影片、CAI课件。
教学过程：引入新课：1、用投影片出示思考题：①本章中我们学习了哪几种形式的能？它们各是如何定义的？它们的大小各由什么决定？②动能定理的内容和表达式是什么？③重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？2、学生回答：①本章我们学习了以下几种能：动能、重力势能、弹性势能。
②动能定理的内容是：物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变，即：Ｗ＝ＷＫ２－ＷＫ１。
③重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为：ＷＧ＝ＥＰ１－ＥＰ２３、教师总结：①同学们要注意动能定理中动能的变化量是末动能减去初动能，而重力做功与重力势能改变之间关系式中初位置的重力势能与末位置重力势能的差。
②引入：动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴，统称为机械能，本节课我们就来研究有关机械能的问题。
板书课题：机械能守恒定律进行新课：（一）1、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。
2、学生分析上述物理情景中能量是如何转化的？学生答：A、铅球在上升过程中，动能转化为重力势能；铅球在下落过程中，重力势能又转化为动能。
B、弹簧在和物块的往复运动过程中，动能和弹簧的弹性势能发生相互转化。
学生乙：除了甲的叙述中动能和势能相互转化外，还有一部分转化为物体的内能。
3、教师讲：分析的很全面，但是在此过程中转化为内能的部分在总结能量中占的比例很小，我们一般不予考虑。
4、过渡：通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能势能的转化过程中，动能和势能的和有什么变化呢？（二）机械能守恒定律的推导1、用多媒体出示两道思考题：思考题一：如图所示，一个质量为m的物体自由下落，经过高度为h1的A点时速度为v1，下落到高度h2为的B点时速度为v2，试写出物体在A点时的机械能和在B点时的机械能，并找到这二个机械能之间的数量关系。
思考题二：如图所示，一个质量为m的物体做平抛运动，经过高度为h1的A点时速度为v1，经过高度为h2的B点时速度为v2，写出物体在位置A、B时的机械能的表达式并找出这二个机械能之间的关系。
2、把学生分为二小组，一组做思考题一，另一组做思考题二，并进行小组赛。
3、教师对首先做完的小组进行激励评价，并抽有代表性的解答方案进行现场评点。
4、用实物投影仪对推导过程进行评析。
①推导过程一解：∵机械能等于物体的动能和势能之和∴A 点的机械能等于12121mgh mv + B 点的机械能等于22221mgh mv + 又在自由落体运动中，物体只受重力的作用，据动能定理得： 21222121mv mv W G -= 又据重力做功与重力势能的关系得到：12mgh mgh W G -= ∴1221222121mgh mgh mv mv -=- ②学生评价：在上述推导过程中，在用重力做功和重力势能改变之间关系应是重力所做的功等于初位置的重力势能减去末位置的重力势能，所以推导的结果错误。
③推导过程二解：A 点的机械能等于12121mgh mv + B 点的机械能等于 22221mgh mv + 由于物体做平抛运动，只受重力作用，且重力做正功，据动能定理得： 21222121mv mv W G -= 又据重力做功与重力势能的关系得到： 21mgh mgh W G -=∴ 2121222121mgh mgh mv mv -=- ∴2222222121mgh mv mgh mv +=+ ④教师评析：第二个推导过程是完全正确的。
5、用多媒体展示评析中得到的表达式①2121222121mgh mgh mv mv -=- ②2222222121mgh mv mgh mv +=+ 学生讨论：上述两个表达式说明了什么？讨论后学生回答。
学生甲：在表达式①中等号左边是物体动能的增加量，等号右边是物体重力势能减少量，该表达式说明：物体在下落过程中，重力做了多少正功，物体的重力势能就减小多少，同时物体的动能就增加多少。
学生乙：对于表达式②，等号左边是物体在末位置时的机械等号右边是物体在初位置时的机械能，该式表示：动能和势能之和即总的机械能保持不变。
6、师总结：同学们对上述两个表达式的含义理解得很好，我们分别用E K1和E K2表示物体的初动能和末动能，用E P1和E P2分别表示物体在初位置的重力势能和末位置的重力势能，则得到：E K1+E P1=E K2+E P2，也就是初位置的机械能等于末位置的机械能，即机械能是守恒的。
（三）机械能守恒的条件1、上边我们通过推导得到了机械能是守恒的这一结论，下边同学们思考：2、①在推导中，我们是以物体做自由落体和做平抛运动为例进行的，请问：上述二种运动有什么相同和不同之处？3、学生答：相同点是在上述两种运动中物体只受重力作用；不同之处是物体运动的路线不同，自由落体运动是直线运动，而平抛运动是曲线运动。
②从上述两种运动中，你能猜想一下：机械能在什么情况下守恒吗？学生答：物体只受重力作用。
学生还可能答：物体在运动中，只有重力做功，针对上述两种答案，师生评析后总结。
2、教师总结：通过上述分析，我们得到：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，这个结论叫机械能守恒定律。
板书：机械能守恒定律①条件：只有重力做功。
②结论：机械能的总量保持不变。
3、用实物投影仪出示讨论题。
①所谓的只有重力做功与物体只受重力有什么不同。
学生：所谓的只有重力做功，包括两种情况：a、物体只受重力，不受其他的力。
b、物体除重力外还受其他的力，但其他力不做功。
而物体只受重力仅包括一种情形。
②放开被压缩的弹簧，可以把跟它接触的小球弹出去，在这个过程中，能量是如何转化的？类比地，你能得到在这个过程中机械能守恒的条件吗？学生答：在小球被弹簧弹出的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
类比得到：如果有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒。
③所谓只有弹力做功，包括哪几种情况？学生：包括以下两种情况：第一种情况：物体只受弹力作用，不受其他的力；第二种情况：物体除受弹力外还受其他的力，但其他的力不做功。
4、演示实验上边我们通过推导得到了在只有重力或弹力做功的条件下，物体的机械能守恒，下边我们来做一个实验：①介绍实验装置如图所示：②做法：a、把球拉到A点，然后放开，观察小球摆动到右侧时的位置和位置A间的关系。
b、把球同样拉到A点，在O点用尺子挡一下观察小球摆动到右侧时的位置，并比较该位置和释放点A之间的关系。
③通过观察到的现象，分析后你得到什么结论？5、学生总结现象学生甲：在做法a中，小球可以摆到跟释放点A高度相同的C点；在做法b中，小球仍可以到达跟释放点A高度相同的C'点。
学生乙：在做法a中，小球可以摆到跟释放点A高度几乎相同的C点，在做法b中，小球可以到达跟释放点A点高度几乎相同的C'点。
6、针对上述结论展开讨论后得到：如果不考虑阻力作用，即物体只受到重力作用时，学生甲的结论正确；如果考虑空气阻力作用，学生乙的结论正确。
教师总结：在本实验中，我们对空气的阻力一般不考虑，因为阻力太小，对结果影响不大。
7、得到结论：以上实验证实了在不计阻力影响，即物体只受重力作用时，小球在摆动中机械能守恒。
(四) 巩固训练1、关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是：A、做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒；B、做匀速变速直线运动的物体，机械能一定守恒；C、外力对物体所做的功等于0时，机械能一定守恒；D、物体若只有重力做功，机械能一定守恒。
2、在下列实例中运动的物体，不计空气阻力，机械能不守恒的是：A、起重机吊起物体匀速上升；B、物体做平抛运动；C、圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动；D、一个轻质弹簧上端固定，下端系一重物，重物在竖直方向上做上下振动（以物体和弹簧为研究对象）。
3、从离地高为Hm的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为m的物体，它上升 hm后又返回下落，最后落在地面上，则一列说法中正确的是（不计空气阻力，以地面为参考面）A、物体在最高点时机械能为mg(H+h);B、物体落地时的机械能为mg(H+h)+1/2mv2;C、物体落地时的机械能为mgH+1/2mv2;D、物体在落回过程中，以过阳台时的机械能为mgH+1/2mv2.(五)课堂小结1．在只有重力做功的过程中，物体的机械能总量不变。