机械能守恒定律（精选14篇）
机械能守恒定律 篇1
教学要求： 1、会正确推导自由落体运动过程中的机械能守恒定律。 2、正确理解机械能定律的含义及适用条件。3、分析生活实际中的事例进一步理解机械能守恒定律的含义及适用条件。教学重点：使学生掌握物体系统机械能守恒定律的条件，能够正确分析物体系统所具有的机械能。教学难点：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： 以学生自学为主，教师辅助讲解。教具准备： 铁架台、细线、小球、直木尺（1m左右）教学时间： 一课时教学过程：复习提问：1、重力势能公式，单位。 2、重力做功和势能变化的关系。 3、重力做功的特点。引入：在初中我们已学过，重力势能和动能之间可以相互转化，如物体自由下落或竖直向上抛出时，前者下落过程中高度不断减小，重力势能减小，速度增加，动能增大，是一个重力势能向动能转化的过程；后者在上升过程中高度不断增大，重力势能增加，速度减小，动能减小，是一个动能向重力势能转化的过程。既然重力势能和动能间可以相互转化，那么“转化”过程中的动能和重力势能之和即机械能变不便呢？这就是我们这节课要学习的内容——机械能守恒定律。 1、机械能守恒定律的推导（请学生自己推导）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，不考虑空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化 v1 分析：根据动能定理，有 wg=1/2mv12－1/2mv22 v2 下落过程中重力对物体做功，重力做功在 h1 数值上等于物体重力势能的变化量 h2 取地面为参考平面，有 wg=mgh1－mgh2 所以有mgh1－mgh2=1/2mv12－1/2mv22 移项有mgh1+1/2mv12=mgh2+1/2mv22 即：ep1+ek1=ep2+ek2可见：在下落过程中，物体重力势能转化为势能，此过程中物体的机械能总量保持不变。 2、机械能守恒定律在只有重力做功的情形下，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。这个结论叫做机械能守恒定律。 几点说明： （1）机械能守恒定律的前提条件 a、物体只受重力或者只受弹力b、物体除受重力或者只受弹力外，还受其他力的作用，但其他力不做功。（2）机械能守恒定律是从自由落体推导的，但是无论物体做直线运动还是曲线运动，以上结论都成立。（3）定律涉及的始末状态的动能、势能应取同一参考系和同一参考平面。 3、弹簧和物体组成系统的机械能 以弹簧为例，弹性势能和动能也可相互转化。如果只有弹簧的弹力做功，则在弹性势能和动能的转化过程中，机械能守恒。 思考：课本 “思考与讨论” 课堂练习：课本1、2
机械能守恒定律 篇2
§7.8 机械能守恒定律（1）
教学目标
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，知道能量的转换必须通过做功实现；
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、表达式、守恒的条件。
过程与方法
1、在具体的问题中会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，分析问题。
情感、态度与价值观
通过能量转换与守恒的教学，培养学生学以致用的思想。
教学重点
理解机械能守恒定律的内容、表达式、守恒的条件。
教学难点
物体机械能是否守恒的判定
教具准备
单摆,弹簧振子,滚摆
教学过程
一、课前导学
演示单摆和弹簧振子,分析能量转化情况,引入新课。
二、质疑讨论
（一）动能和势能的相互转化
1、自由落体运动的物体运动过程中能量的转化情况是怎样的?
2、演示单摆和弹簧振子,分析能量转化情况。
小结: (1)动能和势能可以相互转化, 转化时必定有重力或弹簧的弹力做功；
(2)在忽略阻力只有重力或弹簧的弹力做功的物体系统内总的机械能保持不变。
（二）机械能守恒定律
1、内容:
2、表达式：
3、守恒的条件：
4、理解：
（1）“守恒”的含义：指一个过程中某个量一直保持不变，而并非只是初、末两状态相同。
（2）我们可以分三个层次来表述机械能守恒定律：
a、只有重力做功的情形。这时弹性势能不改变。可表示为：
b、只有弹力做功的情形。这时重力势能不改变。可表示为：
其中ek1和ek2表示守恒过程中任意两个状态时的动能，en1和en2表示守恒过程中任意两个状态时的弹性势能。
c、同时有重力和弹力做功、但其它力不做功的情形。可表示为：
重力、弹力以外的力做正功，机械能增加；重力、弹力以外的力做负功，机械能减少。
通常在不涉及时间和加速度的情况下，应用机械能守恒定律解题较为简便。
要注意：机械能守恒定律是针对系统而言的，即便我们平时说某个物体具有重力势能，实际上是指由该物体和地球组成的系统所具有的重力势能。
三、反馈矫正
例1：分析下列情况下机械能是否守恒？
a、跳伞运动员从空中匀速下落过程
b、物体以8m/s2在空中下落过程
c、物体作平抛运动过程
d、物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程
例2:把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），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？
讨论:1、最低点时绳的拉力；
2、利用机械能守恒定律解决问题的一般步骤.
(1)选取研究对象——系统或物体.
(2)根据研究对象所经历的物理过程.进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒.
(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初末状态时的机械能.
(4)根据机械能守恒定律列方程，进行求解.
例3:如图所示，桌面高为a，质量为m的小球从离桌面高为h处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为 ( )
a、mgh b、mgh c、mg(h+h) d、mg(h—h)
四、巩固迁移
课课练108页1--6
§7.8 机械能守恒定律（2）
教学目标
知识与技能
1、进一步理解机械能守恒定律的内容，表达式和适用条件；
2、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
进一步利用机械能守恒定律来解题
情感、态度与价值观
应用机械能守恒定律解决具体问题
教学重点
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
机械能是否守恒的判断，机械能守恒定律的应用
教学过程
一、课前导学
1、机械能守恒定律的内容
2、应用机械能守恒定律解题的步骤
二、质疑讨论
1、机械能守恒的条件: 只有重力或弹簧的弹力做功
理解:
(1) 系统只受重力,弹力
(2) 系统受重力,弹力外,还受其它力.但其它力都不做功
(3) 系统受重力,弹力外,还受其它力.但其它力做功代数和为零
2、机械能守恒定律的表达式:
三、反馈矫正
例1：长为l的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的1/4垂在桌边，如图所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？
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
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。
例2：课课练113页11题
例3：课课练114页17题
四、巩固迁移
1、课课练114页15题16题
2、课课练111页1--4题
§7.8 《机械能守恒定律》习题
主备人:黄步海
教学目标
知识与技能
进一步理解机械能守恒定律的内容、表达式、守恒的条件。
过程与方法
应用机械能守恒定律解题
情感、态度与价值观
通过能量转换与守恒的教学，培养学生学以致用的思想。
教学重点
理解机械能守恒定律的内容，表达式. 守恒的条件。
教学难点
物体机械能定律的应用
教学过程
一、课前导学
复习机械能守恒定律及其条件
二、质疑讨论
1、在只有重力和弹簧的弹力做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变.
2、 对机械能守恒定律的理解：
（1）系统在初状态的总机械能等于末状态的总机械能.
即 e1 = e2 或 1/2mv12 + mgh1= 1/2mv22 + mgh2
（2）物体（或系统）减少的势能等于物体(或系统)增加的动能，反之亦然。
即 -δep = δek
（3）若系统内只有a、b两个物体，则a减少的机械能ea等于b增加的机械能δe b 即 -δea = δeb
3、机械能守恒定律解题步骤
三、反馈矫正
例1质量为m的小球从离心轨道上由静止开始无摩擦滑下后进入竖直面内的圆形轨道，圆形轨道的半径为r，求：（1）要使小球能达到圆形轨道的最高点，h至少应为多大？（2）当h=4r时，小球运动到圆环的最高点速度是多大？此时圆环对小球的压力为多少？
例2一根内壁光滑的细圆管，形状如下图所示，放在竖直平面内一个小球自a口的正上方高h处自由落下，第一次小球恰能
抵达b点；第二次落入a口后，自b口射出，恰能再进入
a口，则两次小球下落的高度之比h1：h2= ______
例3:如图示，长为l 的轻质硬棒的底端和中点各固定一个质量为m的小球，为使轻质硬棒能绕转轴o转到最高点，则底端小球在如图示位置应具有的最小速度v= 。
例4：如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角θ=30°，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块a和b连结，a的质量为4m，b的质量为m，开始时将b按在地面上不动，然后放开手，让a沿斜面下滑而b上升。物块a与斜面间无摩擦。设当a沿斜面下滑s 距离后，细线突然断了。求物块b上升离地的最大高度h.
四、巩固迁移
1、一个人站在阳台上，以相同的速率v分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速率( )
a、上抛球最大 b、下抛球最大 c、平抛球最大 d、三球一样大
2、如图-1，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中( )
a、物体从a下降到b的过程中，动能不断变小
b、物体从b上升到a的过程中，动能先增大后减小
c、物体由a下降到b的过程中，弹簧的弹性势能不断增大
d、物体由b上升到a的过程中，弹簧所减少的弹性势能等于物体所增加的动能与增加的重力势能之和
3、长为l质量分布均匀的绳子，对称地悬挂在轻小的定滑轮上，如图所示.轻轻地推动一下，让绳子滑下，那么当绳子离开滑轮的瞬间，绳子的速度为 .
4、将质量为m和3m的两小球a和b分别拴在一根细绳的两端，绳长为l，开始时b球静置于光滑的水平桌面上，a球刚好跨过桌边且线已张紧，如图所示.当a球下落时拉着b球沿桌面滑动，桌面的高为h，且h＜l.若a球着地后停止不动，求：（1）b球刚滑出桌面时的速度大小.（2）b球和a球着地点之间的距离.
7.9实验:验证机械能守恒定律
教学目标
知识与技能
1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；
2、掌握验证机械能守恒定律的实验原理。
过程与方法
通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。
情感、态度与价值观
通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。
教学重点
掌握验证机械能守恒定律的实验原理。
教学难点
验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。
教学过程
一、课前导学
⒈为进行验证机械能守恒定律的实验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有： ；缺少的器材是 。
⒉物体做自由落体运动时，只受 力作用，其机械能守恒，若物体自由下落h高度时速度为v，应有mgh= ，故只要gh=1/2v2成立，即可验证自由落体运动中物体的机械能守恒。
⒊在打出的各纸带中挑选出一条点迹 ，且第1、2两打点间距离接近
的纸带。
⒋测定第n个点的瞬时速度的方法是：测出与n点相邻的前、后两段相等时间t内下落的距离sn和sn+1，，有公式vn= 算出。
⒌在验证机械能守恒定律时，如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是 ，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于 的数值。
二、质疑讨论
1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。
在图1中，质量为m的物体从o点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点a和b的机械能分别为：
ea= ， eb=
如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有
ea=eb，即 =
上式亦可写成
该式左边表示物体由a到b过程中动能的增加，右边表示物体由a到b过程中重力势能的减少。等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始下落的o点至任意一点（如图1中a点）来进行研究，这时应有： ----本实验要验证的表达式，式中h是物体从o点下落至a点的高度，va是物体在a点的瞬时速度。
2、如何求出a点的瞬时速度va？
根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出a点的瞬时速度va。图2是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从o点开始依次取点1，2，3，……图中s1，s2，s3，……分别为0～2点，1～3点，2～4点…… 各段间的距离。
根据公式 ，t=2×0.02 s（纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0.02s），可求出各段的平均速度。这些平均速度就等于是1，2，3，……各点相对应的瞬时速度v1，v2，v3，…….例如：量出0～2点间距离s1，则在这段时间里的平均速度 ，这就是点1处的瞬时速度v1。依次类推可求出点2，3，……处的瞬时速度v2，v3，……。
3、如何确定重物下落的高度？图2中h1，h2，h3，……分别为纸带从o点下落的高度。根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能，从而验证机械能守恒定律。
学生活动：学生看书明确实验的各项任务及实验仪器。复习《用打点计时器测速度》的实验，掌握用打点计时器测量匀变速直线运动速度的方法。
三、反馈矫正
1、在学生开始做实验之前，应强调如下几个问题：
（1）该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是第一点o为计时起点，o点的速度应为零。怎样判别呢？
（2）是否需要测量重物的质量？
（3）在架设打点计时器时应注意什么？为什么？
（4）实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？为什么？
（5）测量下落高度时，某同学认为都必须从起始点算起，不能弄错。他的看法正确吗？为了减小测量 h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？
参考：
（1）因为打点计时器每隔0.02 s打点一次，在最初的0.02 s内物体下落距离应为0.002 m，所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2 mm 的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔 t =0.02 s.
（2）因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量 m，而只需验证 就行了。
（3）打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用。
（4）必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。
（5）这个同学的看法是正确的。为了减小测量 h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好。
2、学生进行分组实验。
四、巩固迁移
（1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有： ；缺少的器材是 。
（2）在验证机械能守恒定律时，如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是 ，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于 的数值。
（3）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如图3所示，其中a点为打下的第一个点，0、1、2……为连续的计数点。现测得两相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为t。根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为____ _____。在打第5号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为___ _____。要验证机械能守恒定律，为减小实验误差，应选择打下第_________号和第__________号计数点之间的过程为研究对象。
（4）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6v、50hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图4所示，o点为重锤下落的起点，选取的计数点为a、b、c、d，各计数点到o点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。
①打点计时器打出b点时，重锤下落的速度vb= m/s，重锤的动能ekb= j。
②从开始下落算起，打点计时器打b点时，重锤的重力势能减小量为 j。
③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出b点的过程中，得到的结论是 。
参考答案：（1）不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺。（2）通过原点的直线、g. （3）（s6+ s5+ s4- s3- s2 –s1）/9t 2，（s5+ s6）/2t，1、5. （4）①1.175，0.69，0.69 ②0.69， ③机械能守恒。
机械能守恒定律 篇3
□教学目标：
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.理解机械能守恒定律的内容。
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。
4.学会在具体的问题中判这定物体的机械能是否守恒；
5.初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。
6.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：
1、理解机械能守恒定律的内容。
2、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。
□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。
□教学方法：
1.关于机械能守恒定律的得出，采用师生共同演绎推导的方法，明确该定律
数学表达式公式的来龙去脉。
2.关于机械能守恒的条件，在教学时采用列举实例，具体情况具体分析的方
法。
□教学步骤:
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：wg＝mv22/2－mv12/2
③重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为：
wg＝mgh1－mgh2
3.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。
（一）引入新课
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？
学生甲：
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：mv12/2＋mgh1
b点的机械能等于：mv22/2＋mgh2
又在自由落体运动中，物体只受重力的作用，据动能定理得：
wg＝mv22/2－mv12/2
又据重力做功与重力势能的关系得到：
∴ mv12/2－mgh2＝mv12/2－ mgh1
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推导结果②
解：a点的机械能等于：mv12/2＋mgh
b点的机械能等于：mv22/2＋mgh2
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：
wg＝mv22/2－mv12/2
又据重力做功与重力势能的关系得到：
∴ mv22/2－mv12/2＝mgh1－mgh2
∴ mv22/2＋mgh2＝mgh1＋mv12/2
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
mv22/2－mv12/2＝mgh1－mgh2 ①
mv22/2＋mgh2＝mgh1＋mv12/2 ②
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能；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ek1和ek2表示物体的初动能和末动能，用ep1和ep2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：ek1+ep1=ek2+ep2，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：
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？
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？
4.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。
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。
5.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？
6.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。
7.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。
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零时，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；
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)+mv2/2;
c、物体落地时的机械能为mgh+mv2/2;
d、物体在落回过程中，以过阳台时的机械能为mgh+mv2/2.
（四）巩固练习：
（五）小结：本节课我们学习了机械能守恒定律
1.我们说机械能守恒的关键是：只有重力或弹力做功；
2.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，物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，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守恒。
3.如果物体或系统除重力或弹力之外还有其他力做功，那么机械能就要改变。
（六）机械能守恒定律
1、动能和势能统称为机械能。
2、机械能守恒定律：
①在只有重力做功的条件下，物体的动能和重力势能相互转化，但机械能的总量保持不变。
3、机械能守恒的条件：
①系统内只有重力或只有弹力何做功；
②系统内的摩擦力不做功，一功外力都不做功。
4、表达式：
②在只有弹力做功的条件下，物体的动能和弹性势能相互转化，但机械能的总量保持不变。
机械能守恒定律 篇4
【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.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，分析问题。
三、情感、态度与价值观
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】
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、带标尺的铁架台。
【教学过程】
一、引入新课
教师活动：我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化？这节课我们就来探究这方面的问题。
二、进行新课
1.动能与势能的相互转化
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，小球可以摆到跟点等高的点，如图甲。
如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到点，但摆到另一侧时，也能达到跟点相同的高度，如图乙。
问题：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？
学生：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。
小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球能做功。
实验结论：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。可见，重力势能和动能的总和，即机械能应该保持不变。
教师：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。
2.机械能守恒定律
物体沿光滑曲面滑下，只有重力对物体做功。用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系，推导出物体在处的机械能和处的机械能相等。
教师：为学生创设问题情境，引导学生运用所学知识独立推导出机械能守恒定律。让学生亲历知识的获得过程。
学生：独立推导。
教师：巡视指导，及时解决学生可能遇到的困难。
推导的结果为：，
即 。
可见：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，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相互转化，总的机械能也保持不变。
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。
3.例题与练习
例题：把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，如图，摆长为，最大摆角为，小球运动到最低位置时的速度是多大？
学生：学生在实物投影仪上讲解自己的解答，并相互讨论；
教师：帮助学生总结用机械能守恒定律解题的要点、步骤，体会应用机械能守恒定律解题的优越性。
总结：
1.机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便；
2.用机械能守恒定律解题，必须明确初末状态机械能，要分析机械能守恒的条件。
练习一：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。
练习二：长为l的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的1/4垂在桌边，如图所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？
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，则单位长度质量（质量线密度）为，设桌面重力势能为零，由机械能守恒定律得：
解得
4.课下作业：完成 25“问题与练习”中4.5题。
5.教学体会
机械能守恒定律是能量守恒定律的一个特例，要使学生对定律的得出、含义、适用条件有一个明确的认识，这是能够用该定律解决力学问题的基础。
本节知识点包括：机械能守恒定律的推导；机械能守恒定律的含义和适用条件。
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；
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。
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
机械能守恒定律 篇5
下面是2篇关于高中物理《机械能守恒定律》教学反思的范文，内容条理清晰，是篇不错的范文，大家不妨多加参考。
高中物理《机械能守恒定律》教学反思一
机械能守恒定律是本章的重点，学生对定律的得出、含义、适用条件应该有明确的认识。这是能够用这个定律解决实际问题的基础，教学中首先要重视这些内容，因此，我分三步完成机械能守恒定律第一课时的教学：第一步要使学生理解动能和势能之间可以通过力做功实现相互转化，第二步从理论上推导机械能守恒定律，第三步要使学生理解机械能守恒定律成立的条件。
1、动能与势能之间的相互转化
这部分内容教材的编写特点是很注意从生活中的典型实例入手导入课题。为此，我选择设计了几个的演示实验：烧杯倒水冲刷叶轮转动和竖直上抛小球，引导学生观察并思考，了解到动能和重力势能之间可以通过重力做功实现相互转化，并作了适当的拓展：由以上演示实验联想到东汉时期我国劳动人民就发明的水车磨坊和现代大型的水力发电站;另外，还利用水平弹簧摆球的实验，引导学生观察实验并细致分析，得出动能和弹性势能之间也可以通过弹力做功来实现相互转化的结论。
这样的教学设计既体现了物理教学提倡实验、观察、思考的特点，又重视学生独立思考能力的培养。教学设计发掘了教材资源，又不拘泥于教材，演示实验新颖，操作顺利流畅，完成了预定的教学目标。
通过实例的分析，使学生了解势能和动能相互转化的定性关系，知道一种能量减少，必然导致另一种能量的增加;然后提出动能和势能转化有什么定量关系，让学生进行讨论与交流并提出猜想，调动学生的积极性，培养学生的合作意识与交流能力，加强师生的互动性。不足之处在于，由于担心时间进度，处理不是很细致，提出的问题层次性不强。
2、机械能守恒定律的理论推导
不同于教材以小球的自由落体为例的教学设计，我选择的是伽利略摆作为课堂分析和理论推导的模型，利用动能定理和重力做功与重力势能的关系，要求学生自行独立分析并推导出在只有重力做功情况下的机械能守恒定律。备课时，我参考了人教版物理必修2的相关章节的内容，从而决定在课堂教学中，换用当年伽利略摆的实验，让学生认识到能量的观点其实早在牛顿之前就已经体现出来了，从而将物理学史的教学融入到课堂教学过程中来，并培养学生细致的观察能力，表面上看来没有关联的概念之间其实存在着很多联系。这样让整个推导过程上升到一个追寻守恒量的探究高度，而不仅仅是一个单纯的数学演算推导。
实际的课堂教学中，学生的理论推导过程用时应该较长，教师应该细致观察学生的推导进度，掌握好时间。这过程的处理还是稍显仓促，学生在黑板上的演算推导略显粗糙，有部分同学没有事先选取零势能参考面，所以应当提前强调这一点。我觉得必须要给课堂适当的留白，给学生自己思考和理清思路的时间，给学生充分分析和推理的机会。这就要求我们要精心设计课堂教学过程，以学生通过自学和引导学生发现知识和规律为主。课堂不是长篇累牍的讲解知识。教师在课堂上起的是引导的角色，所以必须要做到内容上有所取舍并千方百计地精益求精，教学设计重质而轻量，这样才能够高效率的完成既定的课堂教学安排。
学生通过自行推导得出机械能守恒定律，要引导学生做好讨论和交流，展示自己的推导结果。这一阶段是前面理论推导的点睛之笔，对于学生理解机械能守恒定律的内涵有着极其重要的意义，千万不能够粗略带过，必须加以详细的分析和解读，这部分我选择以讲授为主，重点强调机械能守恒定律的两种表达方式的物理意义：
即：增量式 -Ep=△Ek/△Ep+△Ek=0;总量式EK1+Ep1=EK2+Ep2
增量式所体现的正是我们在第一部分教学中让学生思考的, “一种能量减少，必然导致另一种能量的增加”。总量式则体现了前后两个状态量——初末状态机械能之间的守恒关系。
3、机械能守恒定律的适用条件
学生对机械能守恒定律的适用条件应该有明确的认识，并且会根据适用条件判断具体过程中机械能是否守恒，这是应用机械能守恒定律解决问题的前提。因此，这部分内容是整个第一课时教学的重中之重。我的教学安排是在顺利推导出机械能守恒定律的表达式后，仍借用伽利略摆的模型和弹簧振子模型，启发并引导学生思考摆球的受力情况和各力的做功情况，得出：只有重力做功和弹力做功，系统的动能和势能可以相互转化，但总的机械能保持不变。在巩固训练环节中，我选取了常见的实例，第一组习题是重力势能和动能间的转化，第二组习题是弹性势能和动能间的转化，让学生判断各个情景中机械能是否守恒。每安排一组判断性习题之后，我会适当引导学生总结，让学生思考：只受重力与只有重力做功有何区别?通过讨论与交流使学生更深刻地认识和掌握机械能守恒定律成立的条件，正确理解“只有重力做功和弹力做功”的真正含义是：1、物体只受重力(或弹力)作用;2、物体除受重力(或弹力)外，还受其他力作用，但其他力不做功或代数和为零。
从学生的学习情况来看，这部分内容的处理基本达到了教学设计的要求，学生能够判断一些简单情景中机械能是否守恒。不足之处在于，所举的实例难以涵盖所有的情景，课堂时间有限，难以展开讲解。所以，在今后教学中，我应该注重基本方法和基本思路的形成，培养学生独立分析的能力。只有让学生掌握了最基本和最朴实的物理思想方法，才能以不变应万变，真正做到让学生举一反
高中物理《机械能守恒定律》教学反思二
新课程标准要求学生在物理课的学习中不仅需要学到物理基础知识和实验技能，受到科学方法和科学思维的训练，受到科学态度和科学作风的熏陶，提高科学文化素质，而且需要体验科学探究过程，增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情，为终身发展，形成科学的世界观和价值观打下基础。围绕这一原则，我们要积极的转变教学方式和学生的学习方式。
笔者所教学的《机械能守恒定律》的教学设计正是努力朝着这个方向做的。
一、变验证型实验为探究型实验
教材中本节课只是从理论上推导和应用机械能守恒定律，如果按照传统的教学方法，只注重知识的传授和应用，而忽视学生探究、体验的过程，难免“穿新鞋走老路”，也不符合一个科学结论得出的一般规律。所以我觉得把验证机械能守恒的实验改为探究性实验更符合一般的规律和新课程标准的要求。
二、恰当的设置了探究点
科学探究要求打破课堂时间的限制，充分发挥学生的创造性。但怎样把课堂教学和科学探究有机的结合起来，是我们教师面临的一个大课题。我们的课堂受时间、空间的限制，不可能各方面都探究，为探究而探究只能死路一条，所以恰当的设置探究点很重要，应该既要让学生完成知识的学习又要参与探究。首先，本节课我自始至终都是以问题为中心，引入、过渡、分析结论、课堂小结等都以问题的形式出现。我努力培养学生的问题意识，因为问题是学生探究的起点。其次，探究的过程中我主要抓住了实验方案的设计、实验信息的收集与处理、学生实验的参与等几个环节。实验方案的设计能体现学生应用原有知识并且创新的能力，本节课学生就设计出了多种方案，有些已经打破了课堂、学校区域的限制，而这些正是新课标所要求的。学生的生活中有好多现象和事例需要学生去总结，培养学生这种关注生活、关爱大自然，搜集身边信息的意识也是我们的责任和要求。我觉得本节课在课堂上让学生自己设计表格、搜集整理实验信息是需要的和恰当的。学生在实验的过程中有穿不好纸带的，但有同学们在互相帮助中学会了，使不会的同学知道这是应用摩擦力的原理。我看在眼里喜在心里，这已经超越了老师的语言所提及的范畴，它无形中拓展了课堂的外延，这出乎意料的收获不正是我们所期望达到的效果吗?确实，组织好教学比单纯讲知识更重要。
三、注重了知识与技能循序渐进的教学
注重了机械能守恒定律得出的过程和基本的应用，一些变形的公式表达形式和应用方面的一些注意事项以及其深刻的内涵放到了下一课时讲，这样面向了全体学生，降低了教学起点，我觉得这也符合新课标的精神和要求。
四、注重了过程和方法的教学
首先，让学生从实验和理论两方面充分体验了一个科学结论得出的过程。这正是课堂的两个大环节，教学设计在这里也占用了较长的时间。
其次，让学生经历了科学探究的一般过程和思路，即：“创设情景——提出问题——猜测结论——实验验证——理论推导——得出结论——迁移应用”。
五、充分展示了学生的主体地位
学生观察思考提出问题，自己设计实验，又分小组亲自实验，自己搜集整理，自己总结出规律。整个课堂完全以学生为主体，切实做到了“教师搭台学生唱戏”。看到学生几个人一小组，热烈讨论整理的气氛，我充分体验到了一种满足感，适应于新课标的物理课堂应该是轻松活泼的。正如一位教育专家所说的：“鸦雀无声的课堂不是真正的课堂，真正的课堂是‘热热闹闹’的。”
六、学生的合作意识、态度情感和价值观得到了升华
学生在实验时，一只手拿纸带，一只手拿重锤，那就没有手控制开关，结果不得不与小组的同学合作;还有的同学请求其他组同学帮忙;还有一个同学主动帮助其他同学控制开关合作探究的气氛在这里得到了充分体现。听到学生说“谢谢”、“没关系”时，看到他们笑嘻嘻、无拘无束的神态时，更加坚定了我继续搞探究教学，充分发挥学生主体地位的信心和决心。仔细品味起来，整个课堂中还有许多需要进一步挖掘改进的地方。受实验条件(多媒体教室无课桌和充足的电源)的限制，学生无法分组实验，逐个做实验在无形当中又多用了很多时间;最后习题的处理有点仓促。因为留下的时间少了;学生的热情还应该再调动的高一点。当然存在的问题，引起的争论在某种程度上也增加了这节课的价值，能够引起大家来思考或者是批判，也是有意义的。我会虚心接受意见，找到以后的增长点。
总之，我认为这节教学设计教改意识明显，符合新课程标准和素质教育的要求，是成功的。
机械能守恒定律 篇6
高中物理课堂教学教案
课 题 §5.9 实验：验证机械能守恒定律 课 型 新授课（2课时）
教 学 目 标 知识与技能
1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度.
2.掌握验证机械能守恒定律的实验原理.
过程与方法
通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法.
情感、态度与价值观
通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观.培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度.
教学重点、难点 教学重点
掌握验证机械能守恒定律的实验原理.
教学难点
验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法.
教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习
教 学 手 段 教具准备
重物、电磁打点计时器以及纸带、复写纸片、低压电源及两根导线、铁架台和铁夹、刻度尺、小夹子.
教 学 活 动
[新课导入]
师：上一节课我们学习了机械能守恒定律，我们首先采复习一下什么叫做机械能守恒定律?
生：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.这叫做机械能守恒定律.
师：机械能守恒的条件是什么?
生：只有重力和弹力做功.
师：自由落体运动中机械能是不是守恒?
生：自由落体运动中物体只受到重力的作用，这个过程只有重力做功，所以机械能是守恒的.
师：我们要想推导出机械能守恒定律在自由落体中的具体表达式，可以根据什么来进行推导呢?
生1：可以通过牛顿运动定律进行推导.
生2：可以根据动能定理进行推导.
(投影展示与一个自由落体运动相关的题目，从题目中知道有关的物理量，让学生分别根据牛顿运动定律和动能定理推导机械能守恒定律，再一次熟悉这个定律，并为本节课的教学打下基础)
[新课教学]
1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。
在图1中，质量为m的物体从o点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点a和b的机械能分别为：
ea= ， eb=
如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有
ea=eb，即 =
上式亦可写成
该式左边表示物体由a到b过程中动能的增加，右边表示物体由a到b过程中重力势能的减少。等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始下落的o点至任意一点（如图1中a点）来进行研究，这时应有： ----本实验要验证的表达式，式中h是物体从o点下落至a点的高度，va是物体在a点的瞬时速度。
师：在做实验之前，我们首先要明确这样几个问题，首先这个实验需要什么器材?
生：最容易想到的器材是重物、电磁打点计时器以及纸带.复写纸片.低压电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺，小夹子.
师：打点计时器的作用是什么?
生：记录在纸带上打的点，用这些点来求出物体在经过某一点的速度.
师：低压交流电源是不是必需的?
生：低压交流电源并不是必需的，如果采用的是电火花计时器时，它所需要的电压是交流220v，所以不需要低压电源.
师：重物选取的原则是什么?为什么?
生：密度比较大，质量相对比较大，可以减小因为空气阻力带来的误差.
师：实验中还有哪些应该注意的地方?
生：计时器要稳定在铁架台上，计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，铁架台放在桌边，计时器距地面的距离大约是1 m.
师：这样做的目的是什么?
生：计时器平面与纸带限位孔在竖直方向上的目的是减小摩擦以减小实验误差的产生，铁架台放在桌边有利于重物下落到地面上，计时器距地面的距离较大的目的是能够有充足的时间使重物下落，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算.
师：实验中的误差主要来源于哪里?
生：重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带和计时器之间的摩擦力，计时器平面不在竖直方向上；纸带与计时器不平行：交流电的频率不等于50 hz测量数据时的误差等等.
师：过程开始和终结位置是怎样选择的?
生：实验用的纸带一般小于1 m，从起始点开始大约能打出20个左右的计数点，终结位置的点可以选择倒数第一个点或者倒数第二个点，从这一个点向前数4—6个点当开始的点.
师：这样选取的目的是什么?
生：这样选取的目的是可以减小这两个点瞬时速度和两点之间的距离(高度h)测量的误差.
师：在数据处理时，是不是必须从打的第一个点开始呢?
生：课文中有这样的句子“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”.在第四节我们已经学习了重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点为参考点，势能的大小不必从起始点开始计算.
师：在实验中是不是要先进行测量重物的质量呢?
生：不需要测量重物的质量，因为这个物理量在式子两边可以约掉.
师：实验中重物经过某一点的速度是怎样得到的呢?
(投影展示学生的推导过程，这个结论非常重要，一定要让学生能够自己推导)
2、如何求出a点的瞬时速度va？
根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出a点的瞬时速度va。
图2是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从o点开始依次取点1，2，3，……图中s1，s2，s3，……分别为0～2点，1～3点，2～4点…… 各段间的距离。
根据公式 ，t=2×0.02 s（纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0.02s），可求出各段的平均速度。这些平均速度就等于是1，2，3，……各点相对应的瞬时速度v1，v2，v3，…….例如：
量出0～2点间距离s1，则在这段时间里的平均速度 ，这就是点1处的瞬时速度v1。依次类推可求出点2，3，……处的瞬时速度v2，v3，……。
3、如何确定重物下落的高度？
图2中h1，h2，h3，……分别为纸带从o点下落的高度。
根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能，从而验证机械能守恒定律。
学生活动：学生看书明确实验的各项任务及实验仪器。复习《用打点计时器测速度》的实验，掌握用打点计时器测量匀变速直线运动速度的方法。
4、描绘图像
师：可以结合v-t图象了解瞬时速度和时间中点的平均速度相等的物理意义.
师：在处理纸带时，是不是要像我们以前做的那样，每隔五个点取一个计数点，也就是说每0.1 s为一个时间间隔呢?
生：如果时间间隔是0.1s，由于自由落体加速度较大，很容易出现纸带上点数不够用的情况，所以时间间隔不能太长.
师：下面我们准备进行实验，在进行实验之前还应该做几件事情!首先是确定实验的步骤，大家分组讨论一下，然后得出一个比较合理的实验步骤.
(学生讨论实验的步骤，教师巡回指导，帮助能力较差的学生完成实验步骤)(参考实验步骤)
1.把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生电源和打点计时器接好.
2.把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近.
3.接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重锤自由下落，打点计时器应该在纸带上打出一系列的点.
4.重复上一步的过程，打三到五条纸带.
5.选择一条点迹清晰且第l、2点间距离接近2 mm的纸带，在起始点标上0，以后各点依次为1、2、3……用刻度尺测量对应下落的高度h1\h2\h3，……记人表格中.
6.用公式vn=hn+1+hn-1/2t，计算出各点的瞬时速度v1\v2\v3……并记录在表格中.
各计数点 l 2 3 4 5 6
下落高度
速度
势能
动能
结论
7.计算各点的重力势能的减少量mgh。和动能的增加量1/2mvn2，并进行比较.看是否相等，将数值填人表格内.
师：在其中的几步中，提到了要把数据填人表格，那么我们应该设计一个什么样的表格来适应于实验呢?
(学生思考表格的设计方法，独立完成表格的设计)(参考表格)
教师活动：在学生开始做实验之前，老师应强调如下几个问题：
1、该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是第一点o为计时起点，o点的速度应为零。怎样判别呢？
2、是否需要测量重物的质量？
3、在架设打点计时器时应注意什么？为什么？
4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？为什么？
5、测量下落高度时，某同学认为都必须从起始点算起，不能弄错。他的看法正确吗？为了减小测量 h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？
学生活动：思考老师的问题，讨论、交流。选出代表发表见解。
1、因为打点计时器每隔0.02 s打点一次，在最初的0.02 s内物体下落距离应为0.002 m，所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2 mm 的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔 t =0.02 s.
2、因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量 m，而只需验证 就行了。
3、打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用。
4、必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。
5、这个同学的看法是正确的。为了减小测量 h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好。
课余作业
1、完成实验报告。
2、完成如下思考题：
（1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有：
；缺少的器材是 。
（2）在验证机械能守恒定律时，如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是 ，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于 的数值。
（3）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如图3所示，其中a点为打下的第一个点，0、1、2……为连续的计数点。现测得两相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为t。根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为____ _____。在打第5号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为___ _____。要验证机械能守恒定律，为减小实验误差，应选择打下第_________号和第__________号计数点之间的过程为研究对象。 学 生 活 动
作 业
（4）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6v、50hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图4所示，o点为重锤下落的起点，选取的计数点为a、b、c、d，各计数点到o点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。
①打点计时器打出b点时，重锤下落的速度vb= m/s，重锤的动能ekb=
j。
②从开始下落算起，打点计时器打b点时，重锤的重力势能减小量为 j。
③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出b点的过程中，得到的结论是 。
［参考答案：（1）不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺。（2）通过原点的直线、g. （3）（s6+ s5+ s4- s3- s2 –s1）/9t 2，
（s5+ s6）/2t，1、5. （4）①1.175，0.69，0.69 ②0.69， ③机械能守恒。］
板 书 设 计 5.9 实验：验证机械能守恒定律
一、实验方法 验证用自由落体运动中机械能守恒
二、要注意的问题 实验的误差来源
三、速度的测量 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.
教
学
后
记 教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
机械能守恒定律 篇7
【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.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，分析问题。
三、情感、态度与价值观
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】
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、带标尺的铁架台。
【教学过程】
一、引入新课
教师活动：我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化？这节课我们就来探究这方面的问题。
二、进行新课
1.动能与势能的相互转化
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，小球可以摆到跟点等高的点，如图甲。
如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到点，但摆到另一侧时，也能达到跟点相同的高度，如图乙。
问题：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？
学生：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。
小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球能做功。
实验结论：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。可见，重力势能和动能的总和，即机械能应该保持不变。
教师：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。
2.机械能守恒定律
物体沿光滑曲面滑下，只有重力对物体做功。用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系，推导出物体在处的机械能和处的机械能相等。
教师：为学生创设问题情境，引导学生运用所学知识独立推导出机械能守恒定律。让学生亲历知识的获得过程。
学生：独立推导。
教师：巡视指导，及时解决学生可能遇到的困难。
推导的结果为：，
即 。
可见：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，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相互转化，总的机械能也保持不变。
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。
3.例题与练习
例题：把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，如图，摆长为，最大摆角为，小球运动到最低位置时的速度是多大？
学生：学生在实物投影仪上讲解自己的解答，并相互讨论；
教师：帮助学生总结用机械能守恒定律解题的要点、步骤，体会应用机械能守恒定律解题的优越性。
总结：
1.机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便；
2.用机械能守恒定律解题，必须明确初末状态机械能，要分析机械能守恒的条件。
练习一：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。
练习二：长为l的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的1/4垂在桌边，如图所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？
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，则单位长度质量（质量线密度）为，设桌面重力势能为零，由机械能守恒定律得：
解得
4.课下作业：完成 25“问题与练习”中4.5题。
5.教学体会
机械能守恒定律是能量守恒定律的一个特例，要使学生对定律的得出、含义、适用条件有一个明确的认识，这是能够用该定律解决力学问题的基础。
本节知识点包括：机械能守恒定律的推导；机械能守恒定律的含义和适用条件。
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；
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。
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
机械能守恒定律 篇8
一、素质教育目标（一）知识教学点 1.熟悉应用机械能守恒定律解题的步骤. 2.明了应用机械能守恒定律分析问题的注意点. 3.理解机械能守恒定律和动量守恒定律的应用差异.（二）能力训练点 1.针对具体的物理现象和问题，正确应用机械能守恒定律. 2.掌握解决力学问题的思维程序，总体把握解决力学问题的各种方法.（三）德育渗透点 1.在解决物理问题的过程中，培养认真仔细有序的分析习惯。 2.具体情况具体分析，提高思维的客观性，准确性。（四）美育渗透点通过具体问题的分析，使学生把知识向能力转化，增强自信，产生追求科学、追求真理的美好理想。二、学法引导采用学生自学教材、结合教师的点评，经过分析和讨论来形成一般的解题思想。三、重点·难点·疑点及解决办法 1.重点机械能守恒定律的具体应用。 2.难点同时应用动量守恒定律和机械能守恒定律分析解决较复杂的力学问题。 3.疑点动量守恒定律和机械能守恒定律的应用差异。 4.解决办法（1）分析典型例题，解剖麻雀，从而掌握机械能守恒定律应用的程序和方法。（2）比较研究，能准确选择解决力学问题的方法、灵活运用各种定律分析问题。四、课时安排 1课时五、教具学具准备例题课件六、师生互动活动设计 1.教师指导学生自学，引导归纳。 2.学生自学，经过实例分析，定量计算来总结定律的使用条件和使用的方法。七、教学步骤（一）明确目标（略）（二）整体感知解决力学问题一般有三种方法，一是运用力对物体的瞬时作用效果——牛顿运动定律；二是运用力对物体的时间积累的作用效果——动量定律和动量守恒定律；三是运用力对物体的空间积累作用效果——动能定理和机械能守恒定律，根据题设条件提供的具体情况，选择不同的方法，是本节教学的内容之一. （三）重点、难点的学习与目标完成过程 【引入新课】复习上节课的机械能守恒定律内容及数学表达式. 【新课教学】 现举例说明机械能守恒定律的应用. 在离地面高h的地方，以 的速度斜向上抛出一石块， 的方向与水平成 角，若空气阻力不计，求石块落至地面的速度大小.（看例题课件） 设石块的质量为m，因空气阻力不计，石块在整个运动过程只受重力，只有重力做功，石块机械能保持守恒. 现取地面为零重力势能面.石块在抛出点的机械能： 石块在落地点的机械能：据列出等式可得： 从以上解答可看出，应用机械能守恒定律解题简洁便利，显示出很大的优越性，不仅适合于直线运动，也适合于做曲线运动的物体，分析以上解题过程，还可归纳出 1.应用机械能守恒定律解题的基本步骤 （l）根据题意，选取研究对象（物体或相互作用的物体系） （2）分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件. （3）若符合定律成立的条件，先要选取合适的零势能的参考平面，确定研究对象在运动过程的初、末状态的机械能值. （4）根据机械能守恒定律列方程，并代人数值求解. 2.在应用机械能守恒定律时，要注意其他力学定理、定律的运用，对物体的整个过程进行综合分析.再举一例. 如图所示，光滑的倾斜轨道与半径为r的圆形轨道相连接，质量为。的小球在倾斜轨道上由静止释放，要使小球恰能通过圆形轨道的最高点，小球释放点离圆形轨道最低点多高？通过轨道点最低点时球对轨道压力多大？（看例题课本）
小球在运动过程中，受到重力和轨道支持力，轨道支持力对小球不做功，只有重力做功，小球机械能守恒. 取轨道最低点为零重力势能面. 因小球恰能通过圆轨道的最高点c，说明此时，轨道对小球作用力为零，只有重力提供向心力，根据牛顿第二定律可列 得 在圆轨道最高点小球机械能 在释放点，小球机械能为 根据机械能守恒定律 列等式： 解设 同理，小球在最低点机械能 小球在b点受到轨道支持力f和重力根据牛顿第二定律，以向上为正，可列 据牛顿第三定律，小球对轨道压力为6mg.方向竖直向下. 在较复杂的物理现象中，往往要同时应用动量守恒定律和机械能守恒定律，明确这两个定律应用上的差异，可正确运用它们，客观反映系统中物体间的相互作用，准确求出有关物理量.【例】 在光滑的水平面上，置放着滑块a和b，它们的质量分别为 和 ，b滑块与一轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在竖直的墙上，滑块a以速度 与静止的滑块b发生正碰后粘合一起运动并压缩弹簧，如图所示，求此过程中弹簧的最大弹性势能（看例课课件）
滑块a与b碰撞瞬间，对于滑块a、b组成的物体系，所受合外力为零，动量守恒，得 在滑块a、b粘合一起运动压缩弹簧时，只有弹簧的弹力做功，a、b滑块和弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧弹性势能最大时，滑块a、b动能为零.动能全部变为弹簧的弹性势能，则 两式联立解，可得（四）总结、扩展 1.在只有重力和弹力做功的情况下，可应用机械能守恒定律解题.也可以用动能定理解题，这两者并不矛盾.前者往往不深究过程的细节而使解答过程显得简捷，但后者的应用更具普遍性. 2.动量守恒定律和机械能守恒定律的比较 （l）两个定律的研究对象都是相互作用的物体组成的系统.两个定律的数学表达公式中的物理量都是相对于同一参照系的. （2）两定律研究的都是某一物理过程，注重的是运动过程初、末状态的物理量，而不深究运动过程中各物体间的作用细节. （3）两定律的成立条件不同，动量是否守恒，决定系统所受合外力是否为零，而不管内外力是否做功.而机械能是否守恒，决定于是否有重力和弹力以外的力做功，而不管这些力是内力还是外力.（4）动量守恒定律的数学表达公式是矢量式，要使运算简便，可先定正方向，把矢量运算变为代数运算，机械能守恒定律的数学表达公式是标量式，但要先选定零重力势能面，才能列出具体的机械能守恒公式.八、布置作业 p151练习六（3）（4）（5） 九、板书设计 1.应用机械能守恒定律解题的基本步骤（1）选取研究对象（2）分析机械能守恒条件（3）选定参考平面，明确初末状态物体的机械能值（4）根据定律列方程式计算 2.注重机械能守恒定律和其他力学定理、定律的综合应用.
机械能守恒定律 篇9
本节教材分析
本节重点介绍机械能守恒定律的应用，要求学生知道应用机械能守恒定律解题的步骤以及用这个定律处理问题的优缺点，并会用机械能守恒定律解决简单的问题.另外，在本节中要学会据题设条件提供的具体情况， 选择不同的方法，用机械能守恒定律以及学过的动量定理、动能定理、动量守恒定律等结合解决综合问题.
教学目标
一、知识目标
1.知道应用机械能守恒定律解题的步骤.
2.明确应用机械能守恒定律分析问题的注意点.
3.理解用机械能守恒定律和动能定理、动量守恒定律综合解题的方法.
二、能力目标
1.针对具体的物理现象和问题，正确应用机械能守恒定律.
2.掌握解决力学问题的思维程序，学会解决力学综合问题的方法.
三、德育目标
1.通过解决实际问题，培养认真仔细有序的分析习惯.
2.具体问题具体分析，提高思维的客观性和准确性.
教学重点
机械能守恒定律的应用.
教学难点
判断被研究对象在经历的研究过程中机械能是否守恒，在应用时要找准始末状态的机械能.
教学方法
1.自学讨论，总结得到机械能守恒定律的解题方法和步骤；
2.通过分析典型例题，掌握用机械能守恒定律、动能定律、动量守恒定律解决力学问题.
教学用具
自制的投影片、cai课件
教学过程
出示本节课的学习目标：
1.会用机械能守恒定律解决简单的问题.
2.知道应用机械能守恒定律解题的步骤以及用该定律解题的优点.
3.会用机械能守恒定律以及与学过的动量定理、动能定理、动量守恒定律等结合解决综合问题.
学习目标完成过程：
一、导入新课
1.用投影片出示复习思考题：
①机械能守恒定律的内容是什么?
②机械能守恒定律的数学表达形式是什么?
2.学生答：
①在只有重力做功的情形下，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；在只有弹力做功的情形下，物体的动能和弹性势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变.
②机械能守恒定律数学表达式有两种：
第一种： － = － 即动能的增加量等于重力势能的减小量
第二种： + = + 即半初态的机械能等于初动态的机械能.
3.引入：本节课我们来学习机械能守恒定律的应用.板书：机械能守恒定律的应用
二、新课教学
1.关于机械能守恒定律解题的方法和步骤：
(1)学生阅读本节课文的例1和例2
(2)用多媒体出示思考题
①两道例题中在解题方法上有哪些相同之处?
②例1中如果要用牛顿第二定律和运动学公式求解，该如何求解?
③你认为两种解法解例1，哪种方法简单?为什么?
(3)学生阅读结束后，解答上述思考题：
学生答：课文上的两道例题的解题方法上的相同之处有：
a:首先确定研究对象：例1中以下滑的物体作为研究对象；例2中以小球作为研究对象
b:对研究对象进行受力分析：
例1中的物体受到重力和斜面的支持力，例2中的小球受到重力和悬线的拉力
c:判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件：
例1中的物体所受的支持力与物体的运动方向垂直，不做功，物体在下滑过程中只有重力做功，所以机械能守恒.
例2中的小球所受的悬线的拉力始终垂直于小球的运动方向，不做功，小球在摆动过程中 ，只有重力做功，所以小球的机械能守恒.
d:选取零势能面，写出初态和末态的机械能，列方程解答有关物理量.
(4)在实物投影仪上展示学生所做的用牛顿运动定律和运动学公式解答例1的过程：
解：物体受重力mg和斜面对物体的支持力f支，将重力mg沿平行于斜面方向和垂直于斜面
方向分解，得物体所受的合外力.
又v
∴vt＝ ＝ m/s=4.4 m/s
(5)把上述解题过程与课本上的解题过程类比，得到应用机械能守恒定律解题，可以只考虑运动的初状态和末状态，不必考虑两个状态之间的过程的细节，所以用机械能守恒定律解题，在思路和步骤上比较简单.
(6)总结并板书运用机械能守恒定律解题的方法和步骤
①明确研究对象；
②分析研究对象在运动过程中的受力情况以及各力做功的情况，判断机械能是否守恒；
③确定运动的始末状态，选取零势能面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能；
④根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解.
2.用机械能守恒定律求解实际问题
(1)用投影片出示问题(一)：
在课本例2中选择b点所在的水平面作为参考平面，则小球运动到最低点时的速度多大?
(2)学生解答
(3)在实物投影仪上展示学生的解答过程：
解：选择b点所在的水平面作为参考平面时：小球在b点具有的重力势能 =0,动能 ＝0，机械能e1＝ + =0
摆球到达最低点时，重力势能 ＝－mgh＝－mgl（1－cosθ）,动能 ＝ ,机械能e2＝ + ＝ －mgl(1－cosθ)
由e2= e1=0，可得
=mg(1－cosθ)l
∴v＝
3.得到的结果与例2结果相同，说明了什么?
学生答：说明了用机械能守恒定律解题时，计算结果与参考平面的选择无关.
4用投影片出示问题(二)
①物体的质量为m，沿着光滑的轨道滑下轨道形状如图所示，与斜轨道相接的圆轨道半径为r，要使物体
沿光滑的圆轨道恰能通过最高点，物体应从离轨道最低处多高的地方由静止开始滑下?
②出示分析思考题：
a:你选什么做为研究对象?
b:对选定的研究对象而言，对它做功的力有哪几个? 符合物体机械能守恒的条件吗?
c:物体恰能通过圆轨道最高点的条件是什么?
③师生讨论后分组得到：
a:选物体作为研究对象.
b:物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中只有重力做功，故机械能守恒.
c:物体恰好能通过最高点的条件是mg＝m
④学生书写解题过程，并在多媒体投影仪上展示解题过程：
解：物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中，只有重力做功，故机械能守恒，设物体应从离轨道最低点h高的地方开始由静止滑下，轨道的最低点处水平面为零势能面，物体在运动到圆周轨道的最高点时的速度为v，
则开始时物体的机械能为mgh，运动到圆轨道最高点时机械能为2mgr+ mv2，据机械能守恒条件有：
mgh=2mgr+ mv2
要使物体恰好通过圆轨道最高点，条件是
mg=m
联立上面两式可求出： h=2r+
5.用投影片出示问题(三)
问题：如图所示，带有光滑的半径为r的 圆弧轨道的滑块静止在光滑的水平面上，此滑块的质量为m，一只质量为m的小球由静止从a放开沿轨道下落，当小球从滑块b处水平飞出时，求下列两种情况下小球飞出的速度
a：滑块固定不动；
b:滑块可以在光滑的水平面上自由滑动.
①提出问题：
a:在本题的两问中物体和滑块运动时是否受到摩擦力的作用?
b:两问中，小球的机械能是否守恒?为什么?
c:如果不守恒，那么又该如何求解?
②学生分组讨论.
③抽查讨论结果：
学生甲：由于轨道和水平地面均光滑，所以小球和滑块在运动过程中均不受摩擦力的作用；
学生乙：在第一种情况下，小球要受到重力mg和滑块对小球的弹力的作用，且只有小球的重力做功，故小球的机械能守恒.
第二种情况下，小球下滑时，重力势能减少，同时小球和滑块的动能都增加，所以小球的机械能不守恒对于第3个问题，学生得不到正确的结果，教师可以进行讲解点拨：
在第二种情况下，小球的重力势能减小，同时小球和滑块的动能增加，据能的转化和守恒得到：小球重力势能的减小等于小球和滑块动能的增加 ，得到上述关系后，即可求解.
④用多媒体逐步展示解题过程
解：a:当滑块固定不动时，小球自滑块上的a点开始下滑的过程中，小球要受到重力mg和滑块对小球的弹力的作用，而做功的只有小球的重力，故小球的机械能守恒，设小球从b飞出时的水平速度为v,以过b处的水平面为零势能面，则小球在a、b两处的机械能分别为mgr和 .据机械能守恒定律有：mgr＝ 可得到， .
b:据机械能守恒定律可知：小球重力势能的减少等于小球和滑块动能的增加，即mgr= +
又因为小球和滑块构成的系统在水平方向上合外力为零，故系统在水平方向上动量也守恒，以小球飞出时速度v1的方向为正方向：
据动量守恒定律有：mv1－mv2＝0
解上面两式得出：v1＝ 即：此时小球飞出的速度大小为
⑤师问：同学们，本题中的第1问还有其他求解方法吗?
学生充分讨论后，抽查解答.
学生答：还可以用动能定理求解：
小球从a到b下滑的过程中，小球的重力做的功mgr也就是小球的合外力的功(轨道对小球的弹力不做功)，因而利用动能定理也可以建立方程：mgr= －0，解出v= .
⑥教师总结：能用机械能守恒定律解的题一般都能用动能定理解决.而且省去了确定是否守恒和选定零势能面的麻烦，反过来，能用动能定理来解决的题却不一定都能用机械能守恒定律来解决，在这个意义上讲，动能定理比机械能守恒定律应用更广泛更普遍.
三、巩固练习
1.如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球从离桌面高h处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为
a.mgh b.mgh c.mg(h+h) d.mg(h-h)
2.一根长为l的均匀绳索一部分放在光滑水平面上，长为 l1的另一部分自然垂在桌面下，如图所示，开始时绳索静止，释放后绳索将沿桌面滑下，求绳索刚滑离桌面时的速度
大小。
参考答案：
1.b 2.v＝
四、小结
通过本节课的学习，我们知道了：
1.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(物体或相互作用的物体系)；
②分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件；
③若符合定律成立的条件，先要选取合适的零势能的参考平面，确定研究对象在运动过程的初、末状态的机械能值；
④据机械能守恒定律列方程，并代入数值求解.
2.在只有重力和弹力做功的条件下，可应用机械能守恒定律解题，也可以用动能定理解题，这两者并不矛盾，前者往往不分析过程的细节而使解答过程显得简捷，但后者的应用更具普遍性.
五、作业
1.课本 p150 练习六③④⑤
2.思考题
(1)物体在平衡力作用下运动
a.机械能一定不变
b.如果物体的势能有变化，则机械能一定有变化
c.如果物体的动能不变，则势能一定变化
d.如果物体的势能有变化，机械能不一定有变化
(2)一个人站在高h处，抛出一个质量为m的物体，物体落地时的速度为v,人对物体做的功为
a.mgh b.mgh+ mv2 c. d.
(3)以10 m/s的速度将质量是m的物体竖直向上抛出，若空气阻力忽略，g=10 m/s2，则①物体上升的最大高度是多少?
②上升到何处时重力势能和动能相等.
(4)如图所示：小球a用不可伸长的轻绳悬于o点，在o点的正下方有一固定的钉子b,ob=d,初始时小球a(与o同水平面)无初速释放，绳长为l，为使球能绕b点做圆周运动，试求d的取值范围.
(5)如图所示，a、b是两个质量相同的物体，用轻绳跨过定滑轮相连，先用手托住b，此时a、b的高度差为h，使b无初速释放，斜面倾角为θ，一切摩擦均不计，试求a、b运动到同一水平面上时速率是多少?
(6)如图所示，有一质量为m的静止小车，在光滑水平轨道上，小车的光滑水平面与光滑圆周导轨相切，导轨半径为r，其所在的竖直平面与小车将发生的运动平行，一质量为m的小球以某一水平速度v0进入圆周轨
道，当小球通过圆周导轨的最高点时，小球对导轨刚好没有压力，求小球进入小车时的速度v0.
参考答案：
(1)b(2)d(3)①5m②2.5m(4) l≤d＜l
(5)v＝ (6)v0=
六、板书设计
机械能守恒定律 篇10
学习目标:
1. 学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。
2. 进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。
学习重点: 1. 验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。
2. 验证机械能守恒定律实验的注意事项。
学习难点: 验证机械能守恒定律实验的注意事项。
主要内容:
一、实验原理
物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m，借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v；进而求得重力势能的减少量│△ep│=mgh和动能的增加量△ek=1/2mv2；比较│△ep│和△ek，若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。
测定第n点的瞬时速度vn：依据“物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度”，用公式vn=（hn+1-hn-1）/2t计算(t为打下相邻两点的时间间隔)。
二、实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器)，交流电源，纸带(复写纸片)，重物(带纸带夹子)，导线，刻度尺，铁架台(带夹子)。
三、实验步骤
(1)按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上(电火花计时器要接到220 v交流电源上，电磁打点计时器要接到4 v～6 v的交流低压电源上)。
(2)将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。
(3)接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。
(4)换几条纸带，重做上面的实验。
(5)从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。
(6)在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置0(或a)，再任意选取几个点1、2、3(或b、c、d)等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。
(7)用公式vn=（hn+1-hn-1）/2t计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。
(8)计算出各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2的值，进行比较，得出结论。
四、实验记录
五、实验结论
在只有重力做功的情况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。
六、实验注意事项
(1)计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要牢固、稳定。重物下落时它不振动；放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同，以减小纸带运动时与限位孔的摩擦(可用手提住固定好重物的纸带上端，上下拉动纸带，寻找一个手感阻力最小的位置)。
(2)打点前的纸带必须平直，不要卷曲，否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上，从而增大了阻力，导致实验误差过大。
(3)接通电源前，提纸带的手必须拿稳纸带，并使纸带保持竖直，然后接通电源，待计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落，以保证第一个点迹是一个清晰的小点。
(4)对重物的要求：选用密度大、质量大些的物体，以减小运动中阻力的影响(使重力远大于阻力)。
(5)纸带的挑选：应挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。这是因为：本实验的前提是在重物做自由落体运动的情况下，通过研究重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的，故应保证纸带(重物)是在打第一个点的瞬间开始下落。计时器每隔o.02 s打一次点，做自由落体运动的物体在最初0.02 s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002 m=2 mm，所以若纸带第一、二两点间的距离接近2 mm，就意味着重物是在打第一个点时的瞬间开始下落的，从而满足本次实验的前提条件(打第一个点物体的初速度为零，开始做自由落体运动)。
(6)测量下落高度时，必须从起点o量起。为了减小测量^的相对误差，选取的计数点要离o点适当远些(纸带也不宜过长，其有效长度可在60 cm～80 cm以内)。
(7)本实验并不需要知道重力势能减少量和动能增加量的具体数值，只要对mgh与1/2mv2进行比较（实际上只要验证1/2v2=gh即可）以达到验证机械能守恒的目的，所以不必测出重物的质量。
七、误差分析
(1)做好本实验的关键是尽量减小重物下落过程中的阻力，但阻力不可能完全消除。本实验中，误差的主要来源是纸带摩擦和空气阻力。由于重物及纸带在下落中要不断地克服阻力做功，因此物体动能的增加量必稍小于重力势能的减少量，这是系统误差。减小系统误差的方法有选用密度大的实心重物，重物下落前纸带应保持竖直，选用电火花计时器等。
(2)由于测量长度会造成误差，属偶然误差，减少办法一是测距离都应从起点0量起，下落高度h适当大些(过小，h不易测准确；过大，阻力影响造成的误差大)，二是多测几次取平均值。
【例一】 在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50hz，查得当地的重力加速度g=9.80m/s2。某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时计数点对应刻度尺上的读数如图所示。图中o点是打点计时器打出的第一个点，a、b、c、d分别是每打两个点取出的计数点。根据以上数据，可知重物由o点运动到b点时：
(1)重力势能的减少量为多少?
(2)动能的增加量是多少?
(3)根据计算的数据可得出什么结论?产生误差的主要原因是什么?
课后作业：
1.在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要直接测量和间接测量的数据是重物的 ( )
a.质量 b.下落时间 c.下落高度 d.瞬时速度
2.选择纸带时，较为理想的是 ( )
a.点迹小而清晰的 b.点迹粗的
c.第一、二点距离接近2mm的 d.纸带长度较长的(40---50cm)
3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，有下列器材可供选择：
铁架台、打点计时器、复写纸、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关。其中不必要的器材是__________。缺少的器材是__________。
4.下列实验步骤中，合理的顺序是
a.把重物系在夹子上，纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系重物的夹子，让夹子靠近打点计时器。
b.把打点计时器接入学生电源交流输出端，输出电压调在6v。
c.把打点计时器固定在铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上。
d.拆下导线，整理器材。
e.接通电源，释放纸带。
f.断开电源，更换纸带。再进行两次实验。
g.在三条纸带中选取最合适的一条，再纸带上选几个点，进行数据处理。
5.在“验证机械能守恒定律”的实验中，电源频率为50hz。当地重力加速度g=9.8m/s2，测得所用重物质量是1.00kg，甲、乙、丙三同学分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第一、二两点间的距离分别是0.18cm，0.19cm和0.25cm，可以看出其中一个人在操作上有误，具体原因是______________________，选用第二条纸带，量得三个连续a、b、c到第一点的距离分别是15.55cm、19.20cm和23.23cm，当打点计时器打在b点时，重物重力势能减小量为__________________j，重物的动能是_____________________j。
6. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50hz，当地重力加速度g=9.8m/s2，测得所用重物质量是1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点计作o，另选连续的四个点a、b、c、d作为测量的点，经测量知道a、b、c、d各点到o点的距离分别是62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根据以上数据。可知重物由o点运动到c点，重力势能的减少量为_______________j，动能的增加量等于__________j。（取3位有效数字）。
7.在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，对第一个计数点的要求为_______________。用__________方法可以判断满足了这个要求。实验时必须知道重锤的动能增加量应小于重力势能减少量，而在实验计算中却可能出现动能增加量大于重力势能减少量，这是由于______________。
8.在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，(1)若应用公式v=gt计算即时速度进行验证，打点计时器所接交流电的频率为50赫兹，甲、乙两条实验纸带，如图所示，应选__________纸带好。(2)若通过测量纸上某两点间距离来计算即时速度，进行验证，设已测得点2到4间距离为s1,点0到3间距离为s2，打点周期为t，为验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒、实验后，s1、s2和t应满足的关系为t=____________。
机械能守恒定律 篇11
高中物理课堂教学教案 年 月 日
课 题 §5.9 实验：验证机械能守恒定律 课 型 新授课（2课时）
教 学 目 标 知识与技能
1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度.
2.掌握验证机械能守恒定律的实验原理.
过程与方法
通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法.
情感、态度与价值观
通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观.培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度.
教学重点、难点 教学重点
掌握验证机械能守恒定律的实验原理.
教学难点
验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法.
教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习
教 学 手 段 教具准备
重物、电磁打点计时器以及纸带、复写纸片、低压电源及两根导线、铁架台和铁夹、刻度尺、小夹子.
教 学 活 动
[新课导入]
师：上一节课我们学习了机械能守恒定律，我们首先采复习一下什么叫做机械能守恒定律?
生：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.这叫做机械能守恒定律.
师：机械能守恒的条件是什么?
生：只有重力和弹力做功.
师：自由落体运动中机械能是不是守恒?
生：自由落体运动中物体只受到重力的作用，这个过程只有重力做功，所以机械能是守恒的.
师：我们要想推导出机械能守恒定律在自由落体中的具体表达式，可以根据什么来进行推导呢?
生1：可以通过牛顿运动定律进行推导.
生2：可以根据动能定理进行推导.
(投影展示与一个自由落体运动相关的题目，从题目中知道有关的物理量，让学生分别根据牛顿运动定律和动能定理推导机械能守恒定律，再一次熟悉这个定律，并为本节课的教学打下基础)
[新课教学]
1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。
在图1中，质量为m的物体从o点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点a和b的机械能分别为：
ea= ， eb=
如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有
ea=eb，即 =
上式亦可写成
该式左边表示物体由a到b过程中动能的增加，右边表示物体由a到b过程中重力势能的减少。等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始下落的o点至任意一点（如图1中a点）来进行研究，这时应有： ----本实验要验证的表达式，式中h是物体从o点下落至a点的高度，va是物体在a点的瞬时速度。
师：在做实验之前，我们首先要明确这样几个问题，首先这个实验需要什么器材?
生：最容易想到的器材是重物、电磁打点计时器以及纸带.复写纸片.低压电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺，小夹子.
师：打点计时器的作用是什么?
生：记录在纸带上打的点，用这些点来求出物体在经过某一点的速度.
师：低压交流电源是不是必需的?
生：低压交流电源并不是必需的，如果采用的是电火花计时器时，它所需要的电压是交流220v，所以不需要低压电源.
师：重物选取的原则是什么?为什么?
生：密度比较大，质量相对比较大，可以减小因为空气阻力带来的误差.
师：实验中还有哪些应该注意的地方?
生：计时器要稳定在铁架台上，计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，铁架台放在桌边，计时器距地面的距离大约是1 m.
师：这样做的目的是什么?
生：计时器平面与纸带限位孔在竖直方向上的目的是减小摩擦以减小实验误差的产生，铁架台放在桌边有利于重物下落到地面上，计时器距地面的距离较大的目的是能够有充足的时间使重物下落，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算.
师：实验中的误差主要来源于哪里?
生：重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带和计时器之间的摩擦力，计时器平面不在竖直方向上；纸带与计时器不平行：交流电的频率不等于50 hz测量数据时的误差等等.
师：过程开始和终结位置是怎样选择的?
生：实验用的纸带一般小于1 m，从起始点开始大约能打出20个左右的计数点，终结位置的点可以选择倒数第一个点或者倒数第二个点，从这一个点向前数4—6个点当开始的点.
师：这样选取的目的是什么?
生：这样选取的目的是可以减小这两个点瞬时速度和两点之间的距离(高度h)测量的误差.
师：在数据处理时，是不是必须从打的第一个点开始呢?
生：课文中有这样的句子“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”.在第四节我们已经学习了重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点为参考点，势能的大小不必从起始点开始计算.
师：在实验中是不是要先进行测量重物的质量呢?
生：不需要测量重物的质量，因为这个物理量在式子两边可以约掉.
师：实验中重物经过某一点的速度是怎样得到的呢?
(投影展示学生的推导过程，这个结论非常重要，一定要让学生能够自己推导)
2、如何求出a点的瞬时速度va？
根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出a点的瞬时速度va。
图2是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从o点开始依次取点1，2，3，……图中s1，s2，s3，……分别为0～2点，1～3点，2～4点…… 各段间的距离。
根据公式 ，t=2×0.02 s（纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0.02s），可求出各段的平均速度。这些平均速度就等于是1，2，3，……各点相对应的瞬时速度v1，v2，v3，…….例如：
量出0～2点间距离s1，则在这段时间里的平均速度 ，这就是点1处的瞬时速度v1。依次类推可求出点2，3，……处的瞬时速度v2，v3，……。
3、如何确定重物下落的高度？
图2中h1，h2，h3，……分别为纸带从o点下落的高度。
根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能，从而验证机械能守恒定律。
学生活动：学生看书明确实验的各项任务及实验仪器。复习《用打点计时器测速度》的实验，掌握用打点计时器测量匀变速直线运动速度的方法。
4、描绘图像
师：可以结合v-t图象了解瞬时速度和时间中点的平均速度相等的物理意义.
师：在处理纸带时，是不是要像我们以前做的那样，每隔五个点取一个计数点，也就是说每0.1 s为一个时间间隔呢?
生：如果时间间隔是0.1s，由于自由落体加速度较大，很容易出现纸带上点数不够用的情况，所以时间间隔不能太长.
师：下面我们准备进行实验，在进行实验之前还应该做几件事情!首先是确定实验的步骤，大家分组讨论一下，然后得出一个比较合理的实验步骤.
(学生讨论实验的步骤，教师巡回指导，帮助能力较差的学生完成实验步骤)(参考实验步骤)
1.把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生电源和打点计时器接好.
2.把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近.
3.接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重锤自由下落，打点计时器应该在纸带上打出一系列的点.
4.重复上一步的过程，打三到五条纸带.
5.选择一条点迹清晰且第l、2点间距离接近2 mm的纸带，在起始点标上0，以后各点依次为1、2、3……用刻度尺测量对应下落的高度h1\h2\h3，……记人表格中.
6.用公式vn=hn+1+hn-1/2t，计算出各点的瞬时速度v1\v2\v3……并记录在表格中.
各计数点
l
2
3
4
5
6
下落高度
速度
势能
动能
结论
7.计算各点的重力势能的减少量mgh。和动能的增加量1/2mvn2，并进行比较.看是否相等，将数值填人表格内.
师：在其中的几步中，提到了要把数据填人表格，那么我们应该设计一个什么样的表格来适应于实验呢?
(学生思考表格的设计方法，独立完成表格的设计)(参考表格)
教师活动：在学生开始做实验之前，老师应强调如下几个问题：
1、该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是第一点o为计时起点，o点的速度应为零。怎样判别呢？
2、是否需要测量重物的质量？
3、在架设打点计时器时应注意什么？为什么？
4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？为什么？
5、测量下落高度时，某同学认为都必须从起始点算起，不能弄错。他的看法正确吗？为了减小测量 h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？
学生活动：思考老师的问题，讨论、交流。选出代表发表见解。
1、因为打点计时器每隔0.02 s打点一次，在最初的0.02 s内物体下落距离应为0.002 m，所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2 mm 的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔 t =0.02 s.
2、因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量 m，而只需验证 就行了。
3、打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用。
4、必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。
5、这个同学的看法是正确的。为了减小测量 h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好。
课余作业
1、完成实验报告。
2、完成如下思考题：
（1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有：
；缺少的器材是 。
（2）在验证机械能守恒定律时，如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是 ，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于 的数值。
（3）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如图3所示，其中a点为打下的第一个点，0、1、2……为连续的计数点。现测得两相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为t。根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为____ _____。在打第5号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为___ _____。要验证机械能守恒定律，为减小实验误差，应选择打下第_________号和第__________号计数点之间的过程为研究对象。 学 生 活 动
作 业
（4）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6v、50hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图4所示，o点为重锤下落的起点，选取的计数点为a、b、c、d，各计数点到o点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。
①打点计时器打出b点时，重锤下落的速度vb= m/s，重锤的动能ekb=
j。
②从开始下落算起，打点计时器打b点时，重锤的重力势能减小量为 j。
③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出b点的过程中，得到的结论是 。
［参考答案：（1）不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺。（2）通过原点的直线、g. （3）（s6+ s5+ s4- s3- s2 –s1）/9t 2，
（s5+ s6）/2t，1、5. （4）①1.175，0.69，0.69 ②0.69， ③机械能守恒。］
板 书 设 计 5.9 实验：验证机械能守恒定律
一、实验方法 验证用自由落体运动中机械能守恒
二、要注意的问题 实验的误差来源
三、速度的测量 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.
教
学
后
记教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
机械能守恒定律 篇12
教师首先对动能、势能和机械能等概念进行简单的复习，承上启下，为本节课做了必要的知识准备。紧接着演示钟摆的摆动，一方面提供了动能、势能相互转化的情景(初中物理要强调情景,高中物理也不能轻视情景的作用)，另一方面提出了机械能总和如何变化这个紧扣本课主题的问题。对这个问题的讨论，教师先是从直线运动出发,应用动能定理进行详细、深入的推导,接着扩展到曲线运动,从实验上进行了验证,从而较为严密又完整地得出了机械能守恒定律。对机械能守恒定律的条件的认识，则从物体只受1个重力到除了重力以外还受多个力的情况,展开一层又一层的分析,还从实验上作了反证。教学设计突破了教材原有的框架，思路清晰、自然，不显得突兀。（教材本来就只是给教师提供一种最基本也是最简洁的模板。具体的教学过程需要教师去填充、去创造）。实验的设计也有创意。如:为了说明有了空气阻力后机械能不再守恒，就用泡沫塑料球做成一个摆进行演示，效果明显，说服力很强。教学过程中“机械能守恒及其条件”这一重点显得十分突出。新授—应用—小结，程序完整。
在教学中教师对演示实验装置的说明、观察过程的提示也十分到位。反映出教师对实验的准备也十分细致、充分，而不马马虎虎、随便应付。
教师的讲解较为形象、生动，语言的表达准确、简洁。提问和随堂小实验较多，学生参与思考、参与观察的机会较多，学生学习的兴趣较浓，课堂气氛较活跃。科学探究的大多数要素在这节课中得到了较为自然的体现。板书尚可。
从后面让学生对几道判断机械能是否守恒的基本性题目中可以看出，这节课的教学效果是比较好的。
当然，毕竟是青年教师，不足之处也在所难免：写势能表达式时，未先提示零势能面在何处；“守恒”这一关键的名词作为高中物理中第一次出现，未作必要的解释；在一道例题的讲解中，对系统还是单个物体未作说明。这实际上也反映出，对一些很平常但又是很关键的问题学生经常要疏忽，而我们教师往往也不太在意。师生间在学习过程中存在着一些“通病”。这再一次提醒我们，教学要研究“教”，但也要研究“学”，甚至于应该更偏重于研究“学”。
附:教案
机械能守恒定律
一. 教学目的：
1 从机械能守恒的理论推导过程中理解机械能守恒的内容；
2 能在具体问题中判断机械能是否守恒；
二. 教学重点：
1. 在理论推导、分析、比较实际问题角度理解机械能守恒定律的内容；
2. 在分析比较中得到机械能守恒的条件；
三. 教学难点：
能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒；
四. 教学方法：
1. 关于机械能守恒定律的得出，采用师生共同演绎推导和实验的方法，明确该定律的数学表达式的来龙去脉及含义；
2. 通过实验与实际例子，学生在对比中总结机械能守恒的条件，并加以应用掌握。
五. 教学用具：
单摆小球两个（一个小刚球、一个泡沫球）、针、投影片若干。
六. 教学过程：
1 复习引入：
本章中我们学习了那些形式的能？
（学生）动能：物体由于运动而具有的能量，与M、V有关；
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；
总结：（1）将动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。
动能的变化、重力势能的变化多少等于什么呢？
（学生）动能定理：W合=EK2—EK1；
重力势能的变化等于重力所做的功：WG=Ep1—Ep2；
过渡：在讨论了动能及变化和重力势能及变化后，那么有动能与重力势能间有无什么联系呢？
2 新课教学：
（1） 动能与重力势能间相互转化：
分析下列问题中的动能和重力势能；
举例：自由下落的粉笔
（学生）：由于粉笔的高度越来越小，速度越来越大，高度减小说明重力势能在减小，速度增大说明动能在增加，下落过程中重力势能在向动能转化；
举例：向上抛出的物体在空中运动过程；
（学生）：上升过程，动能转化为重力势能；下落过程，重力势能转化为动能。
请学生举一些物体动能与重力势能相互转化的运动过程；
（学生）：平抛运动、摆钟的摆锤、大坝泄水发电等。学生分析这些过程中的能量转化。
过渡：通过上述的分析，动能和重力势能间可以相互转化，但对于动能和重力势能的总和即机械能有何变化呢？下面我们通过最简单的自由落体运动来进行研究。
（2） 机械能守恒的理论推导：
例：一个质量为M的物体自由下落，在下落过程中任意选取两个位置A、B。当物体经过任意位置A（距地面高为h1）时的速度为V1，经过任意位置B（距地面高为h2）时的速度为V2，试写出物体在A、B处的机械能。
(学生)：定义地面为零势能参考平面
物体在A点的机械能：
（1/2）M V12+Mgh1
物体在B点的机械能:
（1/2）M V22+Mgh2
引导：下面我们一起来研究在下落过程中任意两个位置A、B的机械能的关系；
物体在A处的机械能包含了在A处的动能和重力势能，B处的机械能包含了在B处的动能和重力势能，从A到B动能发生了变化；重力势能发生了变化，所以A、B两点处的机械能就是两点的动能关系，重力势能关系。
（学生）关于动能变化：
W合=WG=（1/2）M V22—（1/2）M V12
关于重力势能的变化：
WG= Mgh1— Mgh2
上述两式相等，故：
（1/2）M V22—（1/2）M V12= Mgh1— Mgh2
A、B两点处的机械能的关系是什么？
（1/2）M V22 + Mgh2=（1/2）M V12+ Mgh1
即： EK2 + Ep2 = EK1 + Ep1
（在任选位置B处的动能）（任选B处的重力势能）（任选A处的动能）（任选A处的重力势能）
结论：在下落的任意两个位置处的机械能都是相等的，说明在下落过程中机械能守恒。
（3）、机械能守恒的条件：
是否只有在自由落体运动中才会机械能守恒？
实验：
现象1：刚性小球从A处无初速释放后，自由摆动到B点，B点与A点同高。若取摆动中的最低点为零势能参考平面，则A点处的机械能为EA=EKA+EpA=0+Mgh,B点的机械能为EB=EKB+EpB=0+Mgh，故摆到B点的机械能仍旧等于A处的机械能EA=EB，说明机械能在摆动的过程中没有发生变化，机械能守恒。
现象2：刚性小球在摆动中细线受到钉子的阻挡，小球虽不能摆到B点，但仍旧能摆到同样的高度，说明小球在摆动中机械能守恒。
结论：（1）在摆动过程中的任意两点机械能都守恒：0+EpA=0+EpB=Mghc+(1/2)mv2
(2)不仅是直线运动过程中机械能可以守恒，曲线运动机械能也可以守恒。
那么什么情况下机械能能守恒呢？
现在我们改用泡沫小球重复刚才的实验，请同学们注意观察实验现象；
（学生）：小球从A处无初速释放后摆到最右端B点，很明显小球在B点处的机械能小于开始时的机械能，说明在摆动的过程中机械能不守恒。
能否通过比较此次实验与刚才的实验找出不守恒的原因？何时机械能能守恒？
（学生）：由于此次实验中的空气阻力不可忽略。
（学生）：以此提出一个机械能守恒的条件：当不受阻力时机械能会守恒。
进行比较三种运动中的受力情况，判断机械能守恒是否与受力有关。
（1） 自由落体，只受重力；
（2） 刚球摆动，受重力与拉力；
（3） 泡沫球摆动，受重力、拉力与不可忽略的阻力。
（学生）：除重力以外受到拉力机械能可以守恒，若受到阻力就不守恒，说明机械能是否守恒与受力性质有关。
举例：用绳子将小球匀速往上拉升，小球动能未变，而重力势能在增加，即机械能发生变化。
反问：此时和刚球的摆动中受力一样，为何机械能却不守恒？两种情况有何不同？
（学生）：刚球摆动中的拉力始终和速度垂直，故不做功，而绳子提升小球中的拉力作了功，故而不守恒。
（学生）：不是看受哪些力，而是看除了重力以外的力是否做功，才是判断机械能是否守恒的唯一标准。
机械能守恒的条件：只有重力做功。
所谓只有重力做功是指物体只受重力，不受其他力；或者除了重力外还受其他力，但其他力不做功。
判断方法：（1）物体在运动中受哪些力；
（2）除重力外其他力是否做功
（4） 机械能守恒定律：在只有重力做功的情形下，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。
它是力学中的一条重要定律，是更普遍的能量守恒定律的一种特殊情况。
（5） 课堂练习：（练习如何判断具体问题中机械能是否守恒）
I. 跳伞运动员带着张开的降落伞在空中匀速下落；
II. 抛出的手榴弹或标枪在空中运动；
III. 物体在光滑的斜面下滑；物体在粗糙的斜面下滑；
IV. 用细绳栓着一个小球，使小球在光滑的水平棉上做匀速圆周运动；
V. 用细线栓着一个小球，使小球在竖直面内做圆周运动；
VI. 在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来。
分析运动中的动能和弹性势能的相互转化，学生阅读书本130页最后一段归纳得出类似的结论：在弹性势能和动能的相互转化中，如果只有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒。
（6）小结：
当只有重力做功的情况下（说明两种情况），物体在运动的过程中机械能守恒，即运动中的任意位置的机械能都相等。
七. 教学后记：
1、在分析练习时要把相关的图象作出，再进行分析；
2、让学生更加主动的归纳知识和结论，可能出现错误结论，可以进行引导学生分析对比修正错误观点。
机械能守恒定律 篇13
一、学情分析
学生已经在初中学习过有关机械能的基本概念，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，在此基础上学习机械能守恒定律学生比较容易理解。
二、教材分析
(一)教材所处的地位和作用
本节课是本章的重点内容，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。机械能守恒条件的判定、机械能守恒定律的应用，是教学的重点。运用机械能守恒定律解答相关的问题，这一内容在整个高中力学中又起着承前启后的作用，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。学生要真正的掌握和灵活运用还是很困难。机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上，教材上通过多个具体实例，先猜测动能和势能的相互转化的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究，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，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性。在教学设计时，力图通过生活实例和物理实验，展示相关情景，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究，体现从“生活走向物理”的理念，通过建立物理模型，由浅入深进行探究，让学生领会科学的研究方法，并通过规律应用巩固知识，体会物理规律对生活实践的作用。
(二)教学目标的确定依据
根据教材特点(注重思想性、探究性、逻辑性、方法性和哲理性)和学生的特点以及高中新课程的总目标(进一步提高科学素养，满足全体学生终身发展需求)和理念(探究性、主体性、发展性、和谐性)和三维教学目标(知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观)的要求特制定教学目标。
(三)教学目标
1.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)理解机械能守恒定律的内容。
(4)掌握机械能守恒的条件。
(5)学会在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。
(6)初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题的方法，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。
2.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，分析问题。
3.情感、态度与价值观
(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)通过教学过程中各个教学环节的设计，如：观察、实验等，充分调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣。
(3)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。
机械能守恒定律 篇14
1.在“验证机械能 守恒定律”的实验中，需要特别注意的 有（ ）。
a.称出重 物的质量
b.手提纸 带，先接通电源再 释放纸带让重物落下
c.可不考虑前面较密集的点，选取某个清晰的点作为起始运动点处理纸带，验证mgh＝mv2/2是否成立
d.必须选取第1、2两点间距离为2 mm的纸带，才能从第1点起处理纸带，验证mgh＝mv2/2是否成立
2.在本节实验中，根据 纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以v2/2为纵轴，以h为横轴，画出的图象应是下图所示中的哪个（ ）。
3.在利用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）打点计时器所用交流电的频率为50 hz，实验得到的甲、乙两条纸带如图所示，应选______纸带好。
（2）若通过测量纸带上某两点间的距离来计算某时刻的瞬时速度，进而验证机械能守恒定律，现测得2、4两点间的距离为x1,0、3两点间的距离为x2，打点周期为t，为了验证0、3两点间的机械能守恒，则x1、x2和t应满足的关系是______。
4.（•浙 江温州高三模拟）“验证机械能守恒 定律”的 实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行。
（1）比较这两 种方案，______（填“甲”或“乙”）方案好些。
甲
自由落体实验
验证机械能守恒定 律
乙
斜面小车实验
验证机械能守恒定律
（2）如图是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知相邻两个计数点之间的时间间隔t＝0.1 s。物体运动的加速度a＝____________；该纸带是采用______（填“甲”或“乙”）实验方案得到的。
5.如图所示，两个质量分别为m1和m2的小物块a和b分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1>m2。现要利用此装置验证机械能守恒定律。
（1）若选定物块a从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有______。（在横线上填入选项前的编号）
①物块的质量m1、m2；
②物块a下落的距离及下落这段距离所用的时间；
③物块b上升的距离及上升这段距离所用的时间；
④绳子的长度。
（2）为提高实验结 果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：
①绳的质量要轻；
②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；
③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；
④两个物块的质量之差要尽可能小。
以上建议中确实对提高准确程度有作用的是______。（在横线上填入选项前的编号）
（3）写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：________________。
答案与解析
1. 答案 ：b
2. 答案：c
3. 答案：（1）甲 （2）
解析：（1）由于题图甲中0、 1两点间的距离（1.9 mm）接近2 mm，故选甲纸带好。
（2）打点3时的瞬时速度 ，物体下落的高度为x2，
根据 得：
。
4. 答案：（1）甲 （2）4.8 m/s2 乙
解析：甲方法操作简单，误差小。
5. 答案：（1）① ②（或①③） （2）①③ （3）例如：“对同一高度进行多次测量取平均值”；“选取受力后相对伸长尽量小的绳”等等。
解析：a和b在运动过程中，速度大小始终相等，需要验证的式子为
即
因此，必须测出m1、m2、h并利用v＝at求得速度，其中由于m1g－t＝m1a，t－mg＝m2a，所以 。