沪科版高一物理必修二第四章第二节研究机械能守恒学案
物理ⅱ沪科版4.2研究机械能守恒定律教案
物理ⅱ沪科版4.2研究机械能守恒定律教案机械能守恒定律是高中物理必修二的内容，是力学中的重点也是难点章节，本章的功能关系、动能定理、机械能守恒定律是历年的高考中的重点考查内容，尤其本章知识综合性强，因此即是高中物理的难点内容，也是重点内容，同时也是整个高中物理知识框架中的重点内容。
学情分析：学生刚刚学习完机械能守恒定律，还不能对知识特别好的把握和熟练应用，也不能迅速地选择合适的解题方法。
同时学生在学习上还存在懒惰现象，尽管“三段七步”差不多实行近一年的时间了，然而依旧有部分学生不能主动学习。
设计意图：依照美国国家训练实验室的研究说明学生听课的知识存留率仅为5%，而讨论存留50%，实践存留80%，教授他人存留达到90%。
因此我改变过去复习课上老师给知识穿线，学生被动的听课、记笔记为学生课下通过小组讨论建立知识网络图，在讨论的过程中深入理解本章各知识点之间的联系，在课堂展示环节中，通过讲解，学生更能深刻的领会本章各部分知识之间的联系，同时学生为了能在课堂上展示精彩就必须在课下多下功夫，自己认真做题，当出现可不能的问题时讨论就成了一种必定，一种常态。
习题设计中我设计两部分习题，一部分动能定理相关的，一部分机械能守恒定律相关的，课堂上通过对动能定理和机械能守恒定律习题的讨论分析，由解题方法的选择，到课堂上如何讲解，在研讨过程中体会应用动能定理和机械能守恒定律解决问题的简便性和优越性，通过对能够应用机械能守恒定律解决的问题的总结，得出机械能守恒问题的特点，加深对机械能守恒定律的理解，进而能达到熟练应用的目的。
教学流程依据本节课的设计理念，将本节课的流程设计如下：【一】目标展示：在本环节当中利用大屏幕为学生展示出本节课的学习目标。
如此做的目的是让学生在具体目标的指引下，自主的猎取知识，自主的发明问题，合作解决问题。
进展学生的主观能动性。
【二】内容展开：在本环节当中，教师为学生共设计了三部分内容——本章的知识网络图、动能定理习题、机械能守恒定律习题，期中知识网络图部分是基础，两种习题是重点也是难点内容。
物理必修二沪科版 4.2 机械能守恒定律 教学设计
《机械能守恒定律》教学设计商南县鹿城中学汪正朝【教学目标】一、知识与技能1．使学生知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化；2．使学生了解一些常见运动过程中的机械能守恒事例，并理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件；3．使学生在具体问题中，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．使学生学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒；2．使学生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1.使学生在活动中体验学习的快乐，生成积极参与的成就感，培养团结协作意识。
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】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，并能列出机械能守恒定律的数学表达式。
【教学难点】1.从做功的角度理解机械能守恒的条件；2.对守恒条件“弹簧弹力做功”和“物体系统”的理解。
3.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，弹性势能。
【教学方法】小组实验法、分析归纳法、交流讨论法。
【教具】细线、金属小球、直尺、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（一）实验探究让学生充分利用课桌上的器材自主设计并完成一些实验，在实验中感受动能和势能间的转化，并思考在运动过程中那种能量减少了，那种能量增加了，减少和增加的是否一样多。
为了增加实验的效果，提高学生的兴趣，激发学生的思考，提出如下建议：1.体验小球能否碰到自己的鼻子；2.在细线的中间位置用尺子挡一下，观察小球能到达的高度；教师进行实验总结：1.把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度，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，小球可以摆到跟出发点等高的位置，能接近自己的鼻子。
4.2《研究机械能守恒定律》教学设计(沪科版必修2)
4.2《研究机械能守恒定律》教学设计教学目的：知识与技能：知道什么是机械能，知道什么叫机械能守恒，知道机械能守恒的条件。
过程与方法：能从理论上分析自由落体的机械能守恒；会通过实验探究的方法验证自由落体的机械能守恒。
情感态度与价值观：认识理论分析和实验探究在物理研究中的作用；能用守恒定律分析相关的实际现象。
重点：机械能守恒的分析及验证。
教具：共28组，每组仪器：电火花计时器1台，重锤1只，纸带4条。
教学过程：第一课时：机械能守恒定律的推导及应用一、简述机械能守恒定律的重要性，引入新课。
二、进行新课1、机械能（学生自行阅读）。
2、研究自由落体的机械能提出问题：课本中P 63图4－10中，若以最低处高度为0，则重锤从最高处自由下落，在上、中、下三个位置的机械能怎么计算？学生可自行推导、阅读课文、互相讨论，得出结论：321E E E ==即：重锤下落过程机械能守恒。
3、机械能守恒定律学生分析P 62图4－9a 、b 中的果实和过山车的势能和动能的变化（凭直觉和经验）：物体上升，势能增大，动能减少。
反之亦然。
再分析c 中的闪光照片，直观看出高处慢、低处快学生阅读P 63结论：只有重力做功时，无论是直线不是曲线运动，机械能均守恒。
教师简介弹力做功问题。
学生阅读课本黑体字，体会其涵义。
4、应用机械能守恒定律分析问题P 65的三个案例有定性的，也有定量的，让学生讨论解决。
对案例3，只要求大致了解。
三、作业任务依P 61“实验方案一、二”，设计自己的方案，完成《实验操作与评价》中“实验12：验证机械能守恒定律”（P 37）的预习任务。
第2课时 实验探究一、实验操作1、食品可直接用手按在实验桌边，不用铁架台固定。
2、选择1、2两点距离约等于2mm 的纸带。
二、数据处理方法1：在纸带上选某个计时点处h =0,求得其余几点的机械能212n n n E m gh m v =+ ，比较各E n 是否相等。
方法2：任选两个计时点，求得两处ΔE k 和ΔE p ，比较二者大小是否相等。
物理沪科版2学案：讲练互动4.2研究机械能守恒定律含解析
讲练互动【例1】下列物体中，机械能守恒的是（）A.做平抛运动的物体B。
被匀速吊起的集装箱C。
光滑曲面上自由运动的物体 D.以4g/5的加速度竖直向上做减速运动的物体解析：物体做平抛运动或沿光滑曲面自由运动时，都只有重力做功,而其他外力不做功，机械能守恒，所以选项A、C正确。
物体向上匀速运动和以4g/5的加速度向上减速运动时，除重力以外的其他力都要做功,机械能不守恒。
答案：AC绿色通道判断机械能是否守恒，关键看是否只有重力做功.机械能守恒常见的情况有:一是物体只受重力作用；二是物体虽然受到除重力以外的其他力作用，但其他力不做功或做功的代数和为零。
.变式训练1.在下列实例中（不计阻力)，机械能守恒的是（)A。
拉着物体沿着光滑斜面匀速上升 B.物体沿光滑斜面自由下滑C。
物体做竖直上抛运动 D.单摆在摆动过程中解析：拉着物体沿着光滑斜面匀速上升，拉力做功，机械能不守恒，选项A错误.物体沿光滑斜面自由下滑,物体只受重力和弹力，弹力方向始终与运动方向垂直，弹力不做功，只有重力做功,机械能守恒,选项B正确。
物体做竖直上抛运动，只受重力作用，机械能守恒，选项C正确。
单摆在摆动过程中只受重力和绳子的拉力，拉力不做功，只有重力做功，机械能守恒，选项D正确。
答案：BCD【例2】如图4—2-3所示，在两个质量分别为m和2m的小球a和b之间用一根长为L的轻杆连接（杆的质量可不计)，两小球可绕穿过杆中心O的水平轴无摩擦地转动。
现让轻杆处于水平位置，然后无初速释放,重球b向下，轻球a向上，产生转动.在杆转至竖直的过程中（）图42—3A。
b球的重力势能减少，动能增加B。
a球的重力势能增加，动能增加C.a球和b球的总机械能守恒D.a球和b球的总机械能不守恒解析:由于不计一切摩擦和阻力,a和b两个球组成的系统中，只存在动能和重力势能的相互转化，系统的机械能守恒.其中a球的动能和势能均增加，机械能增加，杆中力对a做正功；b球的重力势能减少，动能增加,机械能减少，杆中力对b球做负功。
4.2《研究机械能守恒定律》学案6(沪科版必修2)
【课题】4．2 研究能量守恒定律【学习目标】①建立机械能的概念。
②通过已学知识分析论证并通过实验能验证机械能守恒定律。
③理解机械能守恒定律。
会用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。
【学习重点】1、用所学知识理解掌握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，会应用机械能守恒定律解决具体问题。
【知识点导学】一、机械能的概念1．定义：物理学中把物体的动能和势能统称为机械能。
也就是说，机械能包括动能和势能两种，而势能又包括重力势能和弹性势能。
2．计算物体的机械能就是求物体动能和势能的总和3．机械能的符号是E，它是一个标量。
由于势能的值具有相对性，因此机械能的值也具有相对性。
二、探究机械能守恒的条件1．只有重力对物体做功时物体的机械能即式中E p表示重力势能2．弹簧和物体组成的系统的机械能.可以得到类似的结论式中E p表示弹性势能三、机械能守恒定律1．内容表述：在只有重力和弹簧的弹力作用下，发生势能和动能相互转化，机械能的总量保持不变。
明确的讲：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，机械能的总量保持不变。
2．机械能守恒的条件：对一个系统，系统的外力不做功，内力中只有重力或弹力做功，这种情形下系统内只可能发生动能与势能的转化，机械能的总量就不会变化。
这就是“只有重力或弹力做功”的确切含义。
3．常用表达式：1．E k1+E p1=E k2+E p2，2．E2=E1 或△E=0四、机械能守恒定律解题的方法和步骤。
1、解题步骤：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、末状态的机械能的值；④据机械能守恒定律列方程，并代入数值求解。
2、用机械能守恒定律解题的特点：①应用机械能守恒定律解题，只须考虑运动的初末状态，不必考虑两个状态之间的过程细节。
导学案最新物理学案第4章-4.2 研究机械能守恒定律(沪科版必修2)
4。
２研究机械能守恒定律学习目标知识脉络１．理解机械能守恒的条件,掌握机械能守恒定律．（重点）２.会从理论角度分析推导机械能守恒定律．3．知道验证机械能守恒定律的实验方法步骤及误差分析．（难点）4．能运用机械能守恒定律分析解决相关的实际问题．（重点)研究机械能守恒定律错误!１。
机械能(1）定义：物体的动能与势能之和称为机械能．(２)表达式：E＝Ｅk＋E p．2．重力势能与动能的转化图４。
2。
１如图4。
2。
1所示，质量为m的重锤，由A自由下落至Ｃ，中间经过B时速度为v B,取过C点的平面为参考平面，则(1）在A点的机械能:ＥA＝E kＡ+Ｅp A＝0＋mgH＝mgH．（2）在B点的机械能：E B=E kＢ+E p B＝错误!ｍv错误!+ｍgh由于v错误!＝2g（H-h),所以EＢ=mgH；（3)落至C点时的机械能：E C=E kＣ+EｐC=错误!mv错误!+０由于v错误!=2gH,所以EＣ=mｇH.（4)结论：在只有重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。
弹性势能与动能的转化在只有弹力做功的物体系统内，动能与弹性势能可以相互转化，而总机械能保持不变.错误!1.物体所受的合外力为零时，机械能一定守恒．（×)２。
做平抛运动的物体，其初状态动能与重力势能之和必等于末状态的动能与重力势能之和．(√)3.在一个运动过程中,既有重力做功,又有弹力做功，则系统的机械能一定不守恒．（×）错误!蹦极运动是一项极刺激的极限运动，它让参与者既能体会到自由下落的快感,又能感受失重、超重状态下的美妙，请思考以下问题：（1）人跳离高台后开始下落，若忽略空气阻力，弹性绳伸直以前,人的机械能是否守恒?（2)弹性绳逐渐伸长的过程中，人的机械能是否守恒?人与弹性绳总的机械能是否守恒？【提示】（1）忽略空气阻力，弹性绳伸直以前，人的机械能守恒．（2）弹性绳伸长时，人的机械能不守恒,人与弹性绳总的机械能守恒。
4.2《研究机械能守恒定律》学案1(沪科版必修2)
【课题】 4.2研究机械能守恒定律【学习目标】1．知道机械能的概念，学会确定机械能的大小。
2．在自由落体运动、竖直上抛的上升过程中会正确推导的机械能守恒的结论。
3．理解掌握机械能守恒定律，明确它的内容和适用条件。
4．初步掌握用机械能守恒定律解决力学问题，在具体问题中能判断机械能是否守恒，并能列出机械能守恒方程式。
【学习重点】1. 学习研究机械能守恒的方法2. 明确机械能守恒定律的内容和适用条件，并会用来分析解决相关问题。
【学习难点】机械能守恒定律的内容和适用条件。
【知识点导学】一、研究机械能守恒定律（一）机械能的概念1．定义：物体由于做机械运动而具有的能叫机械能。
用符号E表示，它是动能和势能(包括重力势能和弹性势能)的统称。
2．表达式：E=E k+E p3．注意：①机械能是状态量，物体在某一时刻的机械能等于对应状态下的动能和势能之和。
②机械能是标量。
没有方向，只有大小，可有正负(因势能可有正负)。
③机械能的值具有相对性。
其一是因为势能具有相对性(须确定零势能参考平面)。
其二是因为动能具有相对性(与之相关的速度的值与参考系有关)。
（二）理论分析论证机械能守恒定律1、在自由落体运动中探究：如图物体在高为H的位置1处开始自由下落(v1=0)，下落至高为h的位置2处速度为v2，下落至参考面处速度为v3，则E1=E k1+E p1=mgHE2=E k2+E p2=mgh+E3=E k3+E p3=由动能定理可知：，∴E2=mgH同理可知，∴E2=mgH故物体在自由落体运动中机械能的总量保持不变，即E1=E2=E32、推广到竖直上抛运动、平抛运动、斜抛运动中去探究，可以得到相同的结论。
上述这些运动过程的共同特征是只有重力做功，只发生动能与重力势能的相互转化。
因此可得到结论：在只有重力做功的情况下，不论物体做直线运动还是曲线运动，系统的机械能保持不变。
3、同样可以证明：在只有弹力做功的物体系统内，动能与弹性势能可以相互转化，系统的机械能保持不变。
4.2《研究机械能守恒定律》学案2(沪科版必修2)
【课题】§4.2 研究机械能守恒定律【学习目标】1、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，并能判断物体机械能守恒的条件，会合理选择零势面．4、分析实际生活中的事例，进一步理解机械能守恒定律的含义及适用条件。
5、掌握应用机械能守恒定律的解题步骤，知道机械能守恒定律处理问题的优点，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力．【学习重点】1、用已有知识推导机械能守恒的结论。
2、正确理解机械能守恒定律的含义及适用条件3、会用机械能守恒定律解决力学问题【知识点导学】一、机械能的概念1、物理学中，把动能和势能统称为机械能，机械能是物体由于机械运动而具有的能。
势能包括重力势能和弹性势能。
机械能的符号为E，通常计算机械能时，机械能是指动能和势能之和。
即E=E k+E p 二、不同形式的能量可以相互转化每一种运动形式都对应一种能量形式，通过力做功，不同形式的能量可以相互转化。
例如，动能和重力势能之间通过重力做功实现相互转化，动能和弹性势能之间通过弹力做功实现相互转化。
动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。
通过重力和弹力做功，它们之间可以实现相互转化。
三、机械能守恒定律。
（一）定律的内容在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而系统总的机械能保持不变。
即E=E k+E p=恒量这个结论叫做机械能守恒定律。
（二）“守恒”的含义指一个过程中某个物理量一直保持不变，而并非只是初、末两状态该物理量相同。
（三）我们可以分三个层次来理解机械能守恒定律1、只有重力做功的情形。
这时弹性势能不不改变。
一个物体系统，在只有重力做功的情形下，系统的动能和重力势能发生相互转化，而总的机械能保持不变。
如果只有一个物体（其实至少还应包括地球），则可表示为：2、只有弹力做功的情形。
这时重力势能不改变。
一个物体系统，在只有弹力做功的情形下，系统的动能和弹性势能发生相互转化，而总的机械能保持不变。
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高一物理必修2学案
陕科大附中高中部“255自主学习”教学模式
高一 物理学案
课题： 4.2 研究机械能守恒 编写： 审定： 高一物理组 时间：
1、动能的表达式 ，重力势能的表达式
2、动能定理的内容
表达式 。
3、 和 的总和叫机械能能。
二、新知学习：
理论分析：探究问题1: 如图所示，质量为m 的物体做自由落体运动，试分析物体从A 到B
的过程中：
（1）物体所受到几个力，有哪些力做功？（空气阻力可以忽略不计）
（2）物体从B 到C 的过程中动能和势能怎样变化，机械能怎样变化？ （3）从以上问题你可以得到什么结论？
O
A
h 1
探究问题2：如图所示，质量为m的物体从光滑斜面顶端自由下滑，试分析物体从A到B的过程中：
（1）物体所受到几个力，有哪些力做功？（空气阻力可以忽略不计）
（2）物体从A到B的过程中动能和势能怎样变化，机械能怎样变化？
（3）从以上问题你可以得到什么结论？
实验探究：如果你想用实验来探究机械能之间的转化规律，你该怎么设计实验呢？又该对结论怎样分析呢？
三、归纳总结
1、机械能守恒定律内容：
2、机械能守恒定律表达式：
3、机械能守恒定律的条件：
四、课堂检测
1、下列关于物体机械能守恒的说法中，正确的是：（）
A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B.合外力对物体不做功，物体的机械能一定守恒
C.物体只发生动能与势能的相互转化时，物体的机械能守恒
D.运动的物体，若受合外力为零，则其机械能一定守恒
E.做匀变速运动的物体的机械能不可能守恒
2、如图所示，质量为m的物体，以速度v离开高为H的桌子，当它落到距地面高为h的A 点时，在不计空气阻力的情况下，下列哪些说法是正确的：
A.物体在A点具有的机械是mv2/2+mgH
2/2+mgh
B.物体在A点具有的机械能是mv
C.物体在A具有的动能是mv2/2+mg(H-h)
D.物体在A点具有的动能是mg(H-h)
五、课后反思、你的收获：。