机械能守恒定律教学设计

机械能守恒定律教学设计

　　作为一位不辞辛劳的人民教师，就有可能用到教学设计，教学设计要遵循教学过程的基本规律，选择教学目标，以解决教什么的问题。那么教学设计应该怎么写才合适呢？以下是小编收集整理的机械能守恒定律教学设计，欢迎大家分享。

机械能守恒定律教学设计1

　　一、教学目标

　　【知识与技能】

　　知道机械能的概念，能够分析动能和势能之间的相互转化问题;理解机械能守恒定律的内容和适用条件，会判断机械能是否守恒。

　　【过程与方法】

　　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，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。

　　【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，提高科学素养。

　　二、教学重难点

　　【重点】

　　机械能守恒定律的推导及内容。

　　【难点】

　　对机械能守恒定律条件的理解。

　　三、教学过程

　　环节一：导入新课

　　教师先找一名学生配合完成小实验：把钢球用细绳悬起，请一同学靠近，将钢球偏至这位同学鼻尖处释放，当钢球摆回时，观察该同学反应，并让学生分析会不会碰到鼻子，思考原因。由此引入新课《机械能守恒定律》。

　　环节二：新课讲授

　　(一)动能与势能的相互转化

　　教师播放视频：荡秋千、过山车、撑杆跳、瀑布等视频材料，初步深刻感受各种丰富多彩的动能与势能发生相互转化的过程。

　　教师播放演示实验：滚摆、单摆、自由落体等实验。

　　教师：演示实验中物体自由下落时，重力势能怎样变化?变化的原因是什么?

　　学生：重力势能减少，因为重力对物体做正功。

　　思考：减少的重力势能去哪了?

　　学生：物体下落过程中，速度在逐渐增加，说明物体的动能增加了，即物体原来的重力势能转化成了动能。

　　教师：那如果物体由于惯性在空中竖直上升时，能量又是怎样变化的?

　　学生：物体原有的动能转化为重力势能。

　　教师播放演示实验：水平弹簧振子在气垫导轨上振动的实验。感受弹力做功引起弹性势能的变化。

　　教师举例说明：物体被弹簧弹出去之后，弹力做正功，弹簧的弹性势能减少，而物体的速度增加，动能增加。也就是弹簧的弹性势能转化成了物体的动能。

　　学生总结：不仅重力势能可以与动能相互转化，弹性势能也可以与动能相互转化。

　　教师补充：从上面的例子可以发现：通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另外一种形式。

　　(二)机械能守恒定律

　　教师提问：物体动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢?以动能和重力势能的相互转化为例，研究这一问题。

　　结合教材给出题目，学生联系之前学过的动能定理和重力势能的的相关知识，列式并化简，得出前后总的机械能相等的关系式。

　　小组交流结果后总结：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以互相转化，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互相转化，总的机械能也保持不变。

　　教师总结得出机械能守恒定律的内容及表达式。

　　及时深化：从机械能守恒定律的内容可以总结出机械能守恒的条件，分别从做功角度和能量角度分析：只有重力或弹力做功，其他力不做功或其他力做功的代数和为0;只有动能和势能之间的能量转化，无其它形式的能量转化。

　　教师带领学生完成教材例题，之后分析结论，发现与已有的认知或生活经验一致。并通过例题总结出：用机械能守恒定律解题时，不用考虑两个状态间过程的细节，只需要考虑运动的初末状态即可。并比较与用牛顿运动定律解题的简洁性。

　　环节三：巩固提升

　　利用所学知识思考飞船在椭圆轨道上绕地球运行时机械能是否守恒?

　　环节四：小结作业

　　学生总结本节所学内容。并完成课后“问题与练习”。

　　四、板书设计

机械能守恒定律教学设计2

　　【目标要求】

　　一、知识与技能

　　1．理解实验的设计思路，明确实验中需要测量的物理量。

　　2．知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的瞬时速度的方法。

　　3．能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析中得出实验结论。

　　4．能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差。

　　二、过程与方法

　　通过验证机械能守恒定律，体验验证过程与物理学的研究方法。

　　三、情感、态度与价值观

　　通过亲自实践，培养学生观察和实践能力，培养学生实事求是的态度和正确的科学观。

　　【教学重难点】

　　1．验证机械能守恒定律的`实验原理。

　　2．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】

　　学生分组实验。

　　【教学过程】

　　一、导入新课

　　上节课我们学习了机械能守恒定律，掌握了机械能守恒定律的条件和公式。这节课我们通过实验来验证一下机械能守恒定律。

　　二、进行新课

　　实验目的：通过研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，验证机械能守恒定律。

　　实验原理：用天平测出重物的质量，纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就可以得到重物下落过程中势能的变化。重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出（即每计数点的瞬时速度），这样就得到它在各点的动能。比较重物在某一过程的初末状态动能变化与势能变化的多少，就能验证机械能是否守恒。

机械能守恒定律教学设计3

　　【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。

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