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视频课题：高中物理人教课标版必修2第七章8.机械能守恒定律-重庆
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高中物理人教课标版必修2第七章8.机械能守恒定律-重庆市綦江区东溪中学
《机械能守恒定律》教学设计
【教材分析】
机械能守恒定律一节的内容与本章的各节内容有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环．机械能守恒定律的探究既建立在前面所学知识的基础上，又是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况，教材开始通过“演示”小实验，联系第一节中追寻守恒量．通过多个具体实例，先得到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机械能守恒定律在解决实际问题时的优越性。在教学设计时，要根据教材内在的逻辑关系和学生认知的发展规律来设计教学活动的基本流程，力求达到最优化的组合。
本设计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。
【教学目的】
㈠知识与技能
1、知道什么是机械能，理解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和适用条件；
3、会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题。 ㈡过程与方法
1、学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法；
2、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。
㈢情感、态度与价值观
体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学的价值观。
【教学重点】
1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解；
2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。 【教学难点】
1、机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。
2、正确分析物体系统内所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。 【教学器材】
钢球、细线、小球、钉子，铁架台、弹簧振子,气垫导轨等。
【教学过程】 一、引入新课
1、小游戏：单摆碰鼻子实验（钢球用细绳悬起，请一同学靠近，将钢球拉至同学鼻子处，然后放开）
先猜想，后观察现象，分析：小球能记住原来的高度——说明这里面存在守恒量 师：今天我们一起来探究这个守恒量，请进入今天的课题“机械能守恒定律”
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二、教学过程设计
（一）探究动能与势能之间的转化关系： （1）动能与重力势能的相互转化 播放视频：奥运会上的跳水视频。
师：运动员从最高点到最低点过程中，思考： 谁在做功？（忽略空气阻力） 只有重力做功
运动员速度在怎么变化，高度在怎么变化？
能量在怎么转化？—重力势能转化为动能 其原因：通过重力做功
师：重力势能能转化为动能，那动能能转化为重力势能吗？请你举例说明 （竖直上抛运动或者斜抛运动）
小结：通过重力做功，动能与重力势能能够相互转化。 （2）动能与弹性势能的相互转化
金属球套在光滑杆上与弹簧相连接，在球与弹簧相互作用过程中：
球压缩弹簧的过程中，系统内能量在怎么变化？
球的动能转化为弹簧的弹性势能
弹簧恢复原长的过程中，系统内能量在怎么变化呢？ 弹簧的弹性势能转化为球的动能
通过弹力做功，物体的动能与弹簧的弹性势能能相互转化。 综上所述：通过重力或弹力做功，动能与势能能相互转化。
减少
减少，增大
增大，P
KEhEV
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师：在转化过程中，若动能增加，则势能减少，那它们的总量会怎么样呢？ （二）机械能
1、总量 机械能：动能与势能的统称。 2、 机械能 动能
势能 重力势能）（相对参考平面的高度mghEP 弹性势能
3、机械能：表示某一时刻某一位置物体所处的能量状态。 师：在能量转化中，机械能会怎么样呢？ （三）机械能守恒定律
研究方法：在探究物理规律时，应该是由简单到复杂，逐步深入，先对简单的物理现象进行探究，然后加以推广深化。在动能与势能转化的情景中，自由落体（只受重力）应该是比较简单的。
⑴只受重力作用分析
引导学生自主探究，如图所示，小球下落过程中经过高度h1的A点速度v1，经高度h2的B点时速度为v2，由同学用学习过的知识（牛顿定律或动能定理），分析下落过程中A、B两位置的机械能之间的数量关系。
师：比如说，自由下落的小球，先后经过A、B，则从A到B过程中，小球的机械能会怎样呢？
现以小组为单位，讨论以下三个问题，完成导学案上的内容，找出E1与E2之间的关系。
A点到B点，物体所受合外力？其做了多少功？
重力，21mghmghWG
动能变化了多少？
2
122
2
121mvmvEK WG 与∆EK之间的关系？（动能定理）
2122212
121mvmvmghmgh 整理可得： 2211kPkPEEEE
21EE
引导学生讨论表达式的含义是什么？老师总结。
师：在表达式中左边是物体在初位置时的机械能，右边是物体在末位置时的机械能，该式表示：只受重力作用，动能和势能之和即总的机械能保持不变。
22
1mvEK
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同样的，通过弹力做功，物体的动能与弹簧的弹性势能能相互转化，则机械能也保持不变。
总结起来，就是我们学习的重点—机械能守恒定律。 （2）机械能守恒定律
1、内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
2、表达式：2211kPkPEEEE/21EE
3、请你判断几下几种情况机械能能否守恒？ 做平抛运动的小球
物体机械能守恒—只有重力做功 用手托着书匀速上升/匀速下降
物体机械能不守恒——摩擦力做功粗糙
小球在光滑水平面上与弹簧相互作用，小球机械能是否守恒？ 不守恒，原因：当物体压缩弹簧时，物体动能在减少！ （小球与弹簧）系统机械能是否守恒呢？ 守恒，系统内只有弹力做功 平面若是粗糙的呢？
系统机械不守恒——摩擦力做功 归纳总结：机械能守恒的条件
（1）只有重力或弹力做功的物体系统内（从力做功） （2）系统内只存在动能与势能的相互转化（从能量转化） 4、其他机械能守恒的表达式：
试一试：利用所学知识写出机械能守恒的其他表达式
2211
KPKPE
EEE 表达式 （守恒观点）需要选定参考平面
（能量转化观点）不需要选定参考平面
师：自由下落的小球，其动能增加，重力势能在减少，而机械能保持不变，说明减少的势能与增加的动能相等。 （四）、机械能守恒定律应用
（1）回到小游戏，请你解释其物理现象。 1、为什么小球记得原来的高度？ 机械能守恒 （2）练习
师：若忽略空气阻力，咱们来计算出小球在最低点的速度。
1、 已知摆长为l, 最大偏角为θ ,小球运动到最低位置时的
A l
C O
增减减
增PKPKEEEE
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速度是多大？
2、思考并讨论以下几个问题：
以谁为研究对象，研究的是哪个过程？
研究过程中，小球受力情况和做功情况，机械能是否守恒？ 根据机械能守恒定律列方程求解 分小组用不同的表达式解出答案
3、需注意：表达式的应用可能需要选定参考平面。 师：解题时，需要考虑过程吗？
学生回答：不需要，只需要考虑初状态与末状态。
在应用的基础上，归纳使用机械能守恒定律解题的一般步骤： 1、确定研究对象 2、受力分析；
3、判断是否符合机械能守恒定律的条件——只有重力或弹力做功物体系统内； 4、根据机械能守恒定律列出等式求解； (四)课堂小结
（六）板书设计
一、动能与势能能相互转化
二、机械能：物体的动能和势能之和称为物体的机械能。
PKEEE
三、机械能守恒定律
1.内容： 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，而总
的机械能保持不变。 2.表达式： 21EE
或 K2P2K1P1EEEE
机械能守恒定律
内容：在只有重力和弹簧弹力对物体做功的情况下，物体的动能和势能可以相互转化，物体机械能总量保持不变。
表达式：E2=E1或△Ek增=△Ep减。
使用条件（判断方法）：①只受重力或弹力；
②系统内只存在动能和势能的相互转化
研究对象：物体与地球组成的系统（或物体与弹簧组成的系统）
- 6 -
或
增
减减
增PKPKEEEE
3、守恒条件：a、只有重力或系统内弹簧弹力做功，其它力不做功（或其它力合力所做功为零）
b、只发生动能和势能间的相互转化。
第七章 机械能
第8节 机械能守恒定律
【学习目标】
1．知道机械能的各种形式，能够分析动能和势能之间的相互转化问题；
2．能够推导出“机械能守恒定律”，学会判定物体的机械能是否守恒；
3．能从能量转化的角度理解机械能守恒的条件，领会机械能守恒定律解题的优越性；
【重点】机械能守恒定律的理解和应用
【难点】机械能守恒条件的判断
【学习过程】
一、动能与势能的相互转化
1、跳水过程： 转化为 ，通过 。
2、竖直上抛： 转化为 ，通过 。
小结：通过 ， 与 相互转化。
3、弹簧与滑块的相互作用过程中：
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A点到B点，物体所受合外力？其做了多少功？
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