人教版高中物理《机械能守恒定律》教学设计新部编版

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－ＥＰ２

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。

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： 21222

121mv mv W G -= 又据重力做功与重力势能的关系得到：12mgh mgh W G -= ∴1221222

121mgh 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 2222

1mgh 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： 21222

121mv mv W G -= 又据重力做功与重力势能的关系得到： 21mgh mgh W G -=

∴ 2121222

121mgh mgh mv mv -=- ∴2222222

121mgh 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

①2121222

121mgh mgh mv mv -=- ②2222222

121mgh 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