《机械能守恒定律》专家点评
黄冈中学高一物理组备课组长
一、实验引导学习新知，激发学生学习兴趣
本节课通过小球碰鼻实验提出疑问引入新课，增强学生的好奇心，激发学生的求知欲，为学生对新知的探究和整节课教学任务的完成起到了举足轻重的作用。
二、实验演示振子，教学理念先进
老师通过演示实验之前提出相关的疑问，再通过实验进行揭秘，找出相关的关联，同时联系实际生活中的一些应用，让学生了解到实际生活中很多现象都可以在物理学中找到原型，同时也引导学生学会利用已有的物理方法来解释生活中的某些问题，体现了“从生活走向物理、从物理走向生活”的教学理念，将“STS”的教学理念融入到了课堂之中，是本节课的一大亮点。
三、分析机械能的关系，培养逻辑思维能力
引导学生分析，在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。从只有重力做功和系统内的弹力做功，共两个角度依次分析，从而让学生主动分析，培养学生的逻辑思维能力。
四、探究定律的使用条件，理解定律的适用范围
分别从做功和能量转化的角度去探究，机械能守恒定律的使用条件，进一步理解机械能守恒，从学生角度来讲，是规律教学的一次适用性探讨，通过学生的探究，可以加深学生印象，促进学生知识水平的提升。
五、教师素养较高，教学语言丰富
在教学过程中，教师能从学生特点出发，让学生在活动过程中探究新知、理解新知，整体上来看，效果突出；对教师本身而言，语言的节奏合理，语速正常，教学富有激情，肢体语言使用得体，突出了教师较高的素养。
从整个课堂上来看，教学基本功扎实，教学思路较清晰，知识由浅入深：谆谆诱导，创设情景：引发学生思维，促进师生互动，课堂气氛活跃；引导学生归纳总结，体现教师主导，学生主体地位，培养学生分析例子，解决问题的能力，较好体现新课程的“三维目标”；能按教学设计思路实施课堂教学，逻辑性较强，基本达到教学目的，能利用例引导学生思考、讨论，课堂气氛较活跃。
《机械能守恒定律》教学设计
一、教材分析
《机械能守恒定律》是人教版高中物理必修2的第七章第八节新授课。机械能守恒是学生认识自然、掌握自然规律的重要“工具”。因此是需要牢固掌握的一个物理定律。
二、教学目的
1.知识与技能
理解机械能守恒定律内容。
掌握机械能守恒条件并会判断。
2.过程与方法
培养探索发现能力和分析归纳能力。
学会用机械能守恒的观点来解释物理现象。
3.情感、态度与价值观
树立变中有恒、能量守恒、物质不灭等辨证唯物主义观点 。
三、学法教法
1. 学情分析：学生通过初中机械能定性知识的学习，以及对功和动能定理的理解和掌握在物理知识结构、思维的深度等方面均有了一定的基础。但高一学生思维具有单一性、定势性，难以对旧有知识进行逻辑系统的归纳和联系，从而发现新知识。
2. 教学方法：教师指导与学生探究相结合。
四、重点难点
重点：机械能守恒定律的内容，条件和初步应用。
难点：机械能守恒定律的推导与建立。
五、教学过程
导入新课
碰鼻实验：如图1所示，把悬挂重球拉至鼻尖由静止释放，实验者立于原位不动，小球来回摆动，学生表演者怕重球碰坏了鼻子，可事实重球碰不到鼻尖。
为什么？解释这种现象要用到新的物理知识——机械能守恒，用多媒体展示出课题。
[教学设计说明] 让一位学生上台表演碰鼻实验，以惊激趣，以趣生疑，以疑引思，迅速激起学生的兴趣，集中注意力，激发探究欲望。
2. 新课教学
实例探究1：
播放运动员做撑杆跳高的视频，让学生根据已有知识分析运动员上升过程和下降过程中动能和重力势能的变化情况。
那么动能和重力势能的总量会满足什么规律？引出第二个实例探究
实例探究2：
质量为1千克的物体从离地面20米高处自由落下，求下落5米，10米，15米，20米时的速度，重力势能，动能以及动能和重力势能的总和。( g=10m/s2 ,以地面为重力势能零势能面 )
将学生分为四组，分别计算5米，10米，15米，20米处的各量。然后由教师汇总各组结果，通过表格显示结果，引导学生探究出其中的规律。
学生初得结论：物体在运动过程中，如果只有重力做功，机械能的总量保持不变。
[教学设计说明] 先对运动员撑杆跳高的情景定性分析，然后用例题进一步分析探究。通过对具体特例探究，一方面可培养学生归纳发现的能力，养成探究习惯；另一方面可提高学生对结论的可信度。
理论推证：
（1）引导学生自主探究，如图2所示设下落过程中经过高度h1的A点速度v1，高度h2的B点时速度为v2，由同学用学习过的知识（动能定理和重力的功与重力势能的关系），分析下落过程中A、B两位置的机械能之间的数量关系。
回顾旧有知识：
A点到B点，
由动能定理得
WG=mv22-mv12= EK2-EK1
由重力做功和重力势能变化的关系有
WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2
得到 EK2-EK1=EP1-EP2 ① 图2
进一步引导：
移项后，得EP1+EK1=EP2+EK2 ②
即 E1=E2
引导学生讨论式①的含义是什么？式②的含义又是什么？
在表达式①中左边是物体动能的增加量，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。
在表达式②中，左边是物体在末位置时的机械能，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。得出机械能守恒定律的表达式。
（2）引导学生进一步思考：如果只有弹力做功，机械能会守恒吗？演示理想弹簧振子的动画，展示动能、弹性势能与总的机械能的数值变化关系。同理可知，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。
假如物体还受其它力做功，机械能是否还守恒?给出物体受摩擦力从斜面滑下的物理情景，让感兴趣的同学自己课下证明，这里只给出结论：可以证明，在除了重力、弹力还有其他力做功的情形下，机械能是不守恒的。
所以机械能守恒的条件是：只有重力或弹力做功。
总结规律：
机械能守恒定律内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变——机械能守恒定律的一般表述。
[教学设计说明] 机械能守恒定律的的得出由定性分析再到定量探究，符合由特殊到一般的认识规律。避免学生死背定律内容，有利于真正掌握机械能守恒定律的物理意义。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。
3. 学以致用
（1）判断以下物理场景中机械能是否守恒？
一是跳伞员利用降落伞在空中匀速下落；
二是不计阻力的情况下，抛出的篮球在空中运动。
（2）磁悬浮列车站台设计：明珠号磁悬浮列车为什么在站台上要设置一个小小的坡度?
（3）引导学生探究过山车原理：一辆滑车在下滑过程中，为什么每次总能如此准确的完成一连串有惊无险的动作呢?
[教学设计说明] 通过具体问题的分析，总结出方法，提高学生的知识迁移能力、分析解决问题的能力。
4. 课堂小结
本节课主要推导出了机械能守恒定律的表达式，讨论了定律成立的条件，最后完整得出机械能守恒定律的内容。整体思路就是：
提出问题→实例探究→发现结论→理论推证→总结规律→初步应用
[教学设计说明]把一节课完整的知识结构模式和思维过程模式总结一下，画龙点睛，有利于学生形成知识组块，教知识不是目的，“教是为了不教”。通过物理知识教学，使学生逐步掌握符合物理学科本质的探究发现学习方法。
5. 布置作业
思考：一个小球在真空中自由下落，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，重力所做的功相等吗？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？
阅读材料：什么是潮汐能，潮汐能是怎样用来发电的？国内外潮汐能的利用现状及其前景如何？
[教学设计说明]体现本节课的教学重点，巩固学生对机械能守恒适用条件的理解和掌握，培养学生对物理学习的能动性，潜移默化中使学生关心身边物理，关注科技发展。
机械能守恒定律练习题
1、如图所示，劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块1、2拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态，现施力将物块1缓慢地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚好脱离桌面，在此过程中，物块2的重力势能增加了多少？物块1的重力势能增加了多少？
2、下列叙述中正确的是（ ）
A．做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒
B．做匀速直线运动的物体的机械能可能守恒
C．外力对物体做功为0 ，物体的机械能一定守恒
D．系统内只有重力和弹力做功时，系统的机械能一定守恒
3、如图所示，一轻质弹簧固定于O点，另一端系一小球，将小球从与O点在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力。在小球由A点摆向最低点B的过程中（ ）
A．小球的重力势能减少 B．小球的重力势能增大
C．小球的机械能不变 D．小球的机械能减少
4、以20m/s的速度将一物体竖直上抛，若忽略空气阻力，g取10m/s2，试求
(1)?物体上升的最大高度；
(2)?以水平地面为参考平面，物体在上升过程中重力势能和动能相等的位置。
5、如图所示，总长为L的光滑匀质铁链跨过一个光滑的轻小滑轮，开始时下端A、B相平齐，当略有扰动时其一端下落，则当铁链刚脱离滑轮的瞬间，铁链的速度为多大?
6、如图所示，一粗细均匀的U型管内装有同种液体竖直放置，右管口用盖板A密闭一部分气体，左管口开口，两液面高度差为h，U型管中液柱总长为4h，现拿去盖板，液柱开始流动，当两侧液面恰好相平时右侧液面下降的速度大小为多大?
7、如图所示，一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R（R比细管的半径大得多），在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球（可视为质点）.A球的质量为m1，B球的质量为m2，它们沿环形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度都为.设A球运动到最低点时，B球恰好运动到最高点，若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么m1、m2、R与应满足的关系式为
课件21张PPT。机械能守恒定律黄冈中学 陈训毅复 习上升过程：动能势能重力做负功重力做正功下落过程：动能势能碰鼻实验 把重球拉至鼻尖由静止释放，小球来回摆动，重球会碰到鼻子吗？根据这个实验，
你能想到什么？ 质量为1kg的物体从离地面20m高处自由落下，求下落5m，10m，15m，20m时的速度，重力势能，动能以及动能和重力势能的总和。( g=10m/s2 ,以地面为重力势能零势能面 )已知：m=1kg,H0=20m, g=10m/s2 , 地面Ep=0h=20-H1014.14 17.32 2015010050050100150200200200200200h1h2ＡＢv2v1利用已知物理量推导A、B两个位置的机械能EA、EB的关系 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。内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。机械能守恒定律1、从做功角度判断：只有重力或弹力做功弹力：能够引起弹性势能变化的弹力，不包含支持力、绳的拉力之类的弹力1、从做功角度判断：只有重力或弹力做功(1)系统不受其他外力(2)系统受其他外力，但这些力不做功1、从做功角度判断：只有重力或弹力做功(3)系统受其他外力，但这些力做功的代数和为01、从做功角度判断：只有重力或弹力做功(1)系统不受其他外力(2)系统受其他外力，但这些力不做功(3)系统受其他外力，但这些力做功的代数和为01、从做功角度判断：只有重力或弹力做功2、从能量转化的角度判断： 只有系统内动能和势能的相互转化，无其他形式能量的转化跳伞员利用降落伞在空中匀速下落抛出的篮球在空中运动（不计阻力）判断以下场景机械能是否守恒 神舟六号飞船发射至返回的过程中， 哪些阶段中返回舱的机械能是守恒的？
A、飞船升空阶段；
B、飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段；
C、飞船在空中减速后，返回舱与轨道舱分离，然后在大气 层以外向着地球做无动力飞行；
D、进入大气层并运动一段时间后，降落伞张开，返回舱下降 为什么在轻轨站台上要设置一个小小的坡度？为什么每次总能如此准确的完成一连串有惊无险的动作呢? 一个小球在真空中自由下落，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，重力所做的功相等吗？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？想 一 想 一、机械能：物体所具有的动能和势能的总和在只有重力或弹力做功的情况下，物体的动能和势能可以相互转化且机械能的总量保持不变1、从做功角度判断：只有重力或弹力做功
2、从能量转化的角度判断：
只有系统内动能和势能的相互转化二、机械能守恒定律三、机械能守恒的判断总 结
