高一物理机械能守恒定律的应用教案42。
俗话说，凡事预则立，不预则废。高中教师要准备好教案，这是高中教师需要精心准备的。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，帮助高中教师缓解教学的压力，提高教学质量。您知道高中教案应该要怎么下笔吗？考虑到您的需要，小编特地编辑了“高一物理机械能守恒定律的应用教案42”，相信能对大家有所帮助。
7.7机械能守恒定律的应用
一、教学目标
1．在物理知识方面要求．
(1)掌握机械能守恒定律的条件；
(2)理解机械能守恒定律的物理含义．
2．明确运用机械能守恒定律处理问题的优点，注意训练学生运用本定律解决问题的思路，以培养学生正确分析物理问题的习惯．
3．渗透物理学方法的教育，强调用能量的转化与守恒观点分析处理问题的重要性．
二、重点、难点分析
1．机械能守恒定律是力学知识中的一条重要规律．是一个重点知识．特别是定律的适用条件、物理意义以及具体应用都作为较高要求．
2．机械能守恒定律的适用条件的理解以及应用，对多数学生来说，虽经过一个阶段的学习，仍常常是把握不够，出现各式各样的错误．这也说明此项正是教学难点所在．
三、教具
投影片若干，投影幻灯，彩笔，细绳，小球，带有两个小球的细杆，定滑轮，物块m、M，细绳．
四、教学过程设计
(一)复习引入新课
1．提出问题(投影片)．
(1)机械能守恒定律的内容．
(2)机械能守恒定律的条件．
2．根据学生的回答，进行评价和归纳总结，说明(1)机械能守恒定律的物理含义．
(2)运用机械能守恒定律分析解决物理问题的基本思路与方法．
(二)教学过程设计
1．实例及其分析．
问题1投影片和实验演示．如图1所示．一根长L的细绳，固定在O点，绳另一端系一条质量为m的小球．起初将小球拉至水平于A点．求小球从A点由静止释放后到达最低点C时的速度．
分析及解答：小球从A点到C点过程中，不计空气阻力，只受重力和绳的拉力．由于绳的拉力始终与运动方向垂直，对小球不做功．可见只有重力对小球做功，因此满足机械能守恒定律的条件．选取小球在最低点C时重力势能为零．根据机械能守恒定律，可列出方程：
教师展出投影片后，适当讲述，然后提出问题．
问题2出示投影片和演示实验．在上例中，将小球自水平稍向下移，使细绳与水平方向成θ角，如图2所示．求小球从A点由静止释放后到达最低点C的速度．
分析及解答：仍照问题1，可得结果
问题3出示投影片和演示实验．现将问题1中的小球自水平稍向上移，使细绳与水平方向成θ角．如图3所示．求小球从A点由静止释放后到达最低点C的速度．
分析及解答：仿照问题1和问题2的分析．
小球由A点沿圆弧AC运动到C点的过程中，只有重力做功，满足机械能守恒．取小球在最低点C时的重力势能为零．
根据机械能守恒定律，可列出方程：
2．提出问题．
比较问题1、问题2与问题3的分析过程和结果．可能会出现什么问题．
引导学生对问题3的物理过程作细节性分析．起初，小球在A点，绳未拉紧，只受重力作用做自由落体运动，到达B点，绳被拉紧，改做
进一步分析：小球做自由落体运动和做圆周运动这两个过程，都只有重力做功，机械能守恒，而不是整个运动过程机械能都守恒，因此原分析解答不合理．
引导学生进一步分析：小球的运动过程可分为三个阶段．
(1)小球从A点的自由下落至刚到B点的过程；
(2)在到达B点时绳被拉紧，这是一个瞬时的改变运动形式的过程；
(3)在B点状态变化后，开始做圆周运动到达C点．
通过进一步讨论，相互启迪，使学生从直觉思维和理论思维的结合上认识到这一点．前后两个过程机械能分别是守恒的，而中间的瞬时变化过程中由于绳被拉紧，vB在沿绳方向的分速度改变为零，即绳的拉力对小球做负功，有机械能转化为内能，机械能并不守恒．因此，对小球运动的全过程不能运用机械能守恒定律．
正确解答过程如下：(指定一个学生在黑板上做，其余学生在座位上做，最后师生共同讨论裁定．)
小球的运动有三个过程(见图4)：
(1)从A到B，小球只受重力作用，做自由落体运动，机械能守恒．到达B点时，悬线转过2θ°角，小球下落高度为2Lsinθ，取B点重力势能为零．根据机械能守恒定律
(2)小球到达B点，绳突然被拉紧，在这瞬间由于绳的拉力作用，小球沿绳方向的分速度vB∥减为零，垂直绳的分速度vB⊥不变，即
(3)小球由B到C受绳的拉力和重力作用，做初速度为vB⊥的圆周运动，只有重力做功，机械能守恒，有：
联立①、②、③式可解得vC．
教师对问题1、2、3的分析及解答过程，引导学生归纳总结．进一步提出问题．
问题4出示投影片和演示实验．
如图5所示，在一根长为L的轻杆上的B点和末端C各固定一个质量为m的小球，杆可以在竖直面上绕定点A转动，现将杆拉到水平位置
与摩擦均不计)．
解法(一)：取在C点的小球为研究对象．在杆转动过程中，只有重力对它做功，故机械能守恒．有：
解法(二)：取在B点的小球为研究对象，在杆转动过程中，只有重力对它做功，故机械能守恒：
由于固定在杆上B、C点的小球做圆周运动具有相同的角速度，则vB∶vC=rB∶rC=2∶3，
现比较解法(一)与解法(二)可知，两法的结果并不相同．
提出问题：
两个结果不同，问题出现在何处呢？
学生讨论，提出症结所在．教师归纳总结，运用机械能守恒定律，应注意研究对象(系统)的选取和定律守恒的的条件．在本例题中出现的问题是，整个系统机械能守恒，但是，系统的某一部分(或研究对象)的机械能并不守恒．因而出现了错误的结果．
师生共同归纳，总结解决问题的具体办法．
由于两小球、轻杆和地球组成的系统在运动过程中，势能和动能相互转化，且只有系统内两小球的重力做功，故系统机械能守恒．选杆在水平位置时为零势能点．
则有E1=0．
而E1=E2，
教师引导学生归纳总结以上解法的合理性，并进一步提出问题，对机械能守恒定律的理解还可有以下表述：
①物体系在任意态的总机械能等于其初态的总机械能．
②物体系势能的减小(或增加)等于其动能的增加(或减小)．
③物体系中一部分物体机械能的减小等于另一部分物体机械能的增加．
请同学分成三组，每组各用一种表述，重解本例题．共同分析比较其异同，这样会更有助于对机械能守恒定律的深化．为此，给出下例，并结合牛顿第二律的运用，会对整个物理过程的认识更加深刻．
已知，小物体自光滑球面顶点从静止开始下滑．求小物体开始脱离球面时α=？如图6所示．
先仔细研究过程．从运动学方面，物体先做圆周运动，脱离球面后做抛体运动．在动力学方面，物体在球面上时受重力mg和支承力N，根据牛顿第二定律
物体下滑过程中其速度v和α均随之增加，故N逐步减小直到开始脱离球面时N减到零．两个物体即将离开而尚未完全离开的条件是N=0．
解：视小物体与地球组成一系统．过程自小物体离开顶点至即将脱离球面为止．球面弹性支承力N为外力，与物体运动方向垂直不做功；内力仅有重力并做功，故系统机械能守恒．以下可按两种方式考虑．
(1)以球面顶点为势能零点，系统初机械能为零，末机械能为
机械能守恒要求
两种考虑得同样结果．
〔注〕(1)本题是易于用机械能守恒定律求解的典型题，又涉及两物体从紧密接触到彼此脱离的动力学条件，故作详细分析．
(2)解题前将过程分析清楚很重要，如本题指出，物体沿球面运动时，N减小变为零而脱离球面．若过程分析不清将会导致错误．
为加深对机械能守恒定律的理解，还可补充下例．投影片．
一根细绳不可伸长，通过定滑轮，两端系有质量为M和m的小球，且M＞m，开始时用手握住M，使系统处于图7所示状态．求：当M由静止释放下落h高时的速度．(h远小于半绳长，绳与滑轮质量及各种摩擦均不计)
解：两小球和地球等组成的系统在运动过程中只有重力做功，机械能守恒．有：
提问：如果M下降h刚好触地，那么m上升的总高度是多少？组织学生限用机械能守恒定律解答．
解法一：M触地，m做竖直上抛运动，机械能守恒．有：
解法二：M触地，系统机械能守恒，则M机械能的减小等于m机械能的增加．即有：
教师针对两例小结：对一个问题，从不同的角度运用机械能守恒定律．体现了思维的多向性．我们在解题时，应该像解本题这样先进行发散思维，寻求问题的多种解法，再进行集中思维，筛选出最佳解题方案．
2．归纳总结．
引导学生，结合前述实例分析、归纳总结出运用机械能守恒定律解决问题的基本思路与方法．
(1)确定研究对象(由哪些物体组成的物体系)；
(2)对研究对象进行受力分析和运动过程分析．
(3)分析各个阶段诸力做功情况，满足机械能守恒定律的成立条件，才能依据机械能守恒定律列出方程；
(4)几个物体组成的物体系机械能守恒时，其中每个物体的机械能不一定守恒，因为它们之间有相互作用，在运用机械能守恒定律解题时，一定要从整体考虑．
(5)要重视对物体运动过程的分析，明确运动过程中有无机械能和其他形式能量的转换，对有能量形式转换的部分不能应用机械能守恒定律．
为进一步讨论机械能守恒定律的应用，请师生共同分析讨论如下问题．(见投影片)
如图8所示，质量为m和M的物块A和B用不可伸长的轻绳连接，A放在倾角为α的固定斜面上，而B能沿杆在竖直方向上滑动，杆和滑轮中心间的距离为L，求当B由静止开始下落h时的速度多大？(轮、绳质量及各种摩擦均不计)
(指定两个学生在黑板上做题，其余学生在座位上做，最后师生共同审定．)
分析及解答如下：
设B下降h时速度为v1，此时A上升的速度为v2，沿斜面上升距离为s．
选A、B和地球组成的系统为研究对象，由于系统在运动过程中只有重力做功，系统机械能守恒，其重力势能的减小，等于其动能的增加，即有：
由于B下落，使杆与滑轮之间的一段绳子既沿其自身方向运动，又绕滑轮转动，故v1可分解为图9所示的两个分速度．由图9知：
由几何关系知：
综合上述几式，联立可解得v1．
教师归纳总结．
五、教学说明
1．精选例题．
作为机械能守恒定律的应用复习课，应在原有基础上，进一步提高分析问题和解决问题的能力．为此，精选一些具有启发性和探讨性的问题作为实例是十分必要的．
例如，两道错例，是课本例题的引伸和拓展，基本上满足了上述要求，这对于深化学生对机械能守恒和机械能守恒定律的理解，防止学生可能发生的错误，大有裨益．这种对问题的改造过程，也就是从再现思维到创造思维的飞跃过程．它在深化对知识的理解和发展思维能力方面比做一道题本身要深刻得多．
2．教学方法．
注重引导、指导、评价、发展有效结合．
(1)教师提供材料，引导学生从中发现问题．例如，在错误例题中发现两种结果不同．
(2)针对不同结果，教师启发学生找出问题的症结，指导学生共同探求解决方案．
(3)在分析解答过程中，学生运用不同角度处理同一问题，教师及时作出评价．在实际教学中，对教学过程的每一个环节，教师都要对学生学习进行评价．这一方面是实事求是地肯定他们的成绩，让他们享受成功的喜悦，激发他们的学习兴趣；另一方面也是从思维方法上帮助他们总结成功的经验，提高认识，促进他们更有效地学习．
(4)在教学的每个环节中，教师通过运用各种方法和手段，来培养和发展学生的各种能力，这在每个环节中，都有所体现．
相关知识
机械能守恒定律的应用
一、素质教育目标（一）知识教学点1．熟悉应用机械能守恒定律解题的步骤．2．明了应用机械能守恒定律分析问题的注意点．3．理解机械能守恒定律和动量守恒定律的应用差异．（二）能力训练点1．针对具体的物理现象和问题，正确应用机械能守恒定律．2．掌握解决力学问题的思维程序，总体把握解决力学问题的各种方法．（三）德育渗透点1．在解决物理问题的过程中，培养认真仔细有序的分析习惯。2．具体情况具体分析，提高思维的客观性，准确性。（四）美育渗透点通过具体问题的分析，使学生把知识向能力转化，增强自信，产生追求科学、追求真理的美好理想。二、学法引导采用学生自学教材、结合教师的点评，经过分析和讨论来形成一般的解题思想。三、重点·难点·疑点及解决办法1．重点机械能守恒定律的具体应用。2．难点同时应用动量守恒定律和机械能守恒定律分析解决较复杂的力学问题。3．疑点动量守恒定律和机械能守恒定律的应用差异。4．解决办法（1）分析典型例题，解剖麻雀，从而掌握机械能守恒定律应用的程序和方法。（2）比较研究，能准确选择解决力学问题的方法、灵活运用各种定律分析问题。四、课时安排1课时五、教具学具准备例题课件六、师生互动活动设计1．教师指导学生自学，引导归纳。2．学生自学，经过实例分析，定量计算来总结定律的使用条件和使用的方法。七、教学步骤（一）明确目标（略）（二）整体感知解决力学问题一般有三种方法，一是运用力对物体的瞬时作用效果——牛顿运动定律；二是运用力对物体的时间积累的作用效果——动量定律和动量守恒定律；三是运用力对物体的空间积累作用效果——动能定理和机械能守恒定律，根据题设条件提供的具体情况，选择不同的方法，是本节教学的内容之一．（三）重点、难点的学习与目标完成过程【引入新课】复习上节课的机械能守恒定律内容及数学表达式．【新课教学】现举例说明机械能守恒定律的应用．在离地面高h的地方，以的速度斜向上抛出一石块，的方向与水平成角，若空气阻力不计，求石块落至地面的速度大小．（看例题课件）设石块的质量为m，因空气阻力不计，石块在整个运动过程只受重力，只有重力做功，石块机械能保持守恒．现取地面为零重力势能面．石块在抛出点的机械能：石块在落地点的机械能：据列出等式可得：从以上解答可看出，应用机械能守恒定律解题简洁便利，显示出很大的优越性，不仅适合于直线运动，也适合于做曲线运动的物体，分析以上解题过程，还可归纳出1．应用机械能守恒定律解题的基本步骤（l）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、末状态的机械能值．（4）根据机械能守恒定律列方程，并代人数值求解．2．在应用机械能守恒定律时，要注意其他力学定理、定律的运用，对物体的整个过程进行综合分析．再举一例．如图所示，光滑的倾斜轨道与半径为R的圆形轨道相连接，质量为。的小球在倾斜轨道上由静止释放，要使小球恰能通过圆形轨道的最高点，小球释放点离圆形轨道最低点多高？通过轨道点最低点时球对轨道压力多大？（看例题课本）
小球在运动过程中，受到重力和轨道支持力，轨道支持力对小球不做功，只有重力做功，小球机械能守恒．取轨道最低点为零重力势能面．因小球恰能通过圆轨道的最高点C，说明此时，轨道对小球作用力为零，只有重力提供向心力，根据牛顿第二定律可列得在圆轨道最高点小球机械能在释放点，小球机械能为根据机械能守恒定律列等式：解设同理，小球在最低点机械能小球在B点受到轨道支持力F和重力根据牛顿第二定律，以向上为正，可列据牛顿第三定律，小球对轨道压力为6mg．方向竖直向下．在较复杂的物理现象中，往往要同时应用动量守恒定律和机械能守恒定律，明确这两个定律应用上的差异，可正确运用它们，客观反映系统中物体间的相互作用，准确求出有关物理量．【例】在光滑的水平面上，置放着滑块A和B，它们的质量分别为和，B滑块与一轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在竖直的墙上，滑块A以速度与静止的滑块B发生正碰后粘合一起运动并压缩弹簧，如图所示，求此过程中弹簧的最大弹性势能（看例课课件）
滑块A与B碰撞瞬间，对于滑块A、B组成的物体系，所受合外力为零，动量守恒，得在滑块A、B粘合一起运动压缩弹簧时，只有弹簧的弹力做功，A、B滑块和弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧弹性势能最大时，滑块A、B动能为零．动能全部变为弹簧的弹性势能，则两式联立解，可得（四）总结、扩展1．在只有重力和弹力做功的情况下，可应用机械能守恒定律解题．也可以用动能定理解题，这两者并不矛盾．前者往往不深究过程的细节而使解答过程显得简捷，但后者的应用更具普遍性．2．动量守恒定律和机械能守恒定律的比较（l）两个定律的研究对象都是相互作用的物体组成的系统．两个定律的数学表达公式中的物理量都是相对于同一参照系的．（2）两定律研究的都是某一物理过程，注重的是运动过程初、末状态的物理量，而不深究运动过程中各物体间的作用细节．（3）两定律的成立条件不同，动量是否守恒，决定系统所受合外力是否为零，而不管内外力是否做功．而机械能是否守恒，决定于是否有重力和弹力以外的力做功，而不管这些力是内力还是外力．（4）动量守恒定律的数学表达公式是矢量式，要使运算简便，可先定正方向，把矢量运算变为代数运算，机械能守恒定律的数学表达公式是标量式，但要先选定零重力势能面，才能列出具体的机械能守恒公式．八、布置作业P151练习六（3）（4）（5）九、板书设计1．应用机械能守恒定律解题的基本步骤（1）选取研究对象（2）分析机械能守恒条件（3）选定参考平面，明确初末状态物体的机械能值（4）根据定律列方程式计算2．注重机械能守恒定律和其他力学定理、定律的综合应用．
机械能守恒定律
古人云，工欲善其事，必先利其器。教师要准备好教案，这是教师工作中的一部分。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动，使教师有一个简单易懂的教学思路。您知道教案应该要怎么下笔吗？下面是小编帮大家编辑的《机械能守恒定律》，仅供参考，希望能为您提供参考！
第5节机械能守恒定律
【学习目标】
1．知道机械能守恒定律及其适用条件。
2．会应用机械能守恒定律解题，明确解题步骤，知道用这个定律处理问题的优点。
3．能叙述能量守恒定律，体会能量守恒是自然界的基本规律之一。会初步运用能量守恒的观点分析问题。
【阅读指导】
图1图2
1．物体的机械能包括_________、_________和__________。如图1所示，在一个光滑曲面的上端A，由静止释放一质量为m的小球，若取曲面的底端所在的平面为零重力势能点，小球在A点时的机械能为__________，小球沿曲面滑到曲面底端B点，小球从A点滑到B点的过程中，小球受到_____力和_____力，其中只有____做功，该力做的功W＝_________，重力势能________（填“增加”或“减少”）了__________，由动能定理知小球动能的变化量为_________，此时小球的机械能为_______，在该过程中小球的机械能_______（填“变化”或“不变”）。如果这个曲面是粗糙的，那么小球在由A滑到B的过程中，不仅重力做功同时________力做_____（填“正”或“负”），若该力做了Wf的功，由动能定理可知，物体动能的增加了________，此时的机械能为_______，小球从A滑到B的过程中机械能_________（填“变化”或“不变”）。
2．如图2所示，一根长为h的细绳，一端悬挂在天花板上，另一端拴一质量为m的小球，将小球拉至与竖直方向成60°角的位置A，不计空气阻力，由静止释放小球，在小球摆到最低点B的过程中，小球受到______力和_____力的作用，其中只有______力做功，该力做功为___________。由动能定理可知小球的动能增量为______。若假设小球达到最低点所在的平面为零重力势能面，小球在A点的机械能为_______，在B点的机械能为_______，小球从A到B的过程中机械能的总量________（填“变化”或“不变”）。若这个过程中空气阻力不能忽略，那么，小球从A到B的过程中，不仅重力做功，同时_______也做功，机械能的总量将__________（填“增加”、“减少”或“不变”）。
3．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式________为另一种形式，或者从一个物体_________到另一个物体，在转化或转移过程中其总量保持不变。
【课堂练习】
★夯实基础
1．下列几种运动中机械能守恒的是（）
A．平抛物体的运动B．竖直方向的匀速直线运动
C．单摆在竖直平面内的摆动D．物体沿光滑斜面自由上滑
2．如图所示，一个小球，从长度L=10m，倾角为30°的光滑斜面顶端A由静止开始下滑，若g取10m/s到达轨道底端B时的速度大小是（）
A．10m/sB．10m/s
C．100m/sD．200m/s
3．如图所示，一个可视为质点的实心钢球从高H的A点自由落入水面的B点，然后钢球继续落入深为h的水底C处。下列说法正确的是（）
A．钢球由A落到C的过程中，机械能守恒
B．钢球由A落到B的过程中，机械能守恒
C．钢球由B落到C的过程中，机械能守恒
D．钢球由A落到C的过程中，动能先增加后减少
4．质量为m的石子从距地面高为H的塔顶以初速度v0竖直向下抛出，若只考虑重力作用，则石子下落到距地面高为h处时的动能为：（g表示重力加速度）
A．B．
C．D．
5．物体从某一高度自由落到直立于地面上的轻弹簧上，如图所示在A点开始与弹簧接触，到B点物体速度为零，然后被弹回，则（）
A．物体从A到B的过程中，动能不断减小
B．物体从B上升到A的过程中，动能不断增大
C．物体从A到B及B上升到A的过程中，动能是先变大后变小
D．物体在B点的动能为零
6．竖直下抛一小球，不计空气阻力和小球落地时的能量损失，小球着地后回跳的高度比抛出点的高度高5.0m。求小球抛出时的速度多大？（g取10m/s2）
★能力提升
7．物体做平抛运动，落地时的动能是刚被抛出时动能的4倍，则物体刚被抛出时的重力势能是动能的多少倍？
8．如图所示，AB和CD为半径为R=lm的1/4圆弧形光滑轨道，BC为一段长2m的水平轨道．质量为2kg的物体从轨道A端由静止释放，若物体与水平轨道BC间的动摩擦因数为0.1，求：（l）物体第1次沿CD弧形轨道可上升的最大高度；（2）物体最终停下来的位置与B点的距离．
9．如图所示的装置中，轻绳将A、B相连，B置于光滑水平面上，拉力F使B以1m/s匀速地由P运动到Q，P、Q处绳与竖直方向的夹角分别为α1=37°，α2=60°。滑轮离光滑水平面高度h=2m，已知mA=10kg，mB=20kg，不计滑轮质量和摩擦，求在此过程中拉力F做的功？（已知sin37°=0.6，g取10m/s2）
第5节机械能守恒定律
【阅读指导】
1、动能重力势能弹性势能mgh重力弹力重力mgh减少mghmghmgh不变摩擦负（mgh－Wf）mgh－Wf变化2、重拉重mgh/2mgh/2mgh/2mgh/2不变减少3、只有重力做功直线曲线弹性势能重力和弹力做功4、转化、转移
【课堂练习】
1、ACD2、A3、BD4、C5、0.6m6、10m/s7、3*8、(1)0.8(2)2m
高一物理《机械能守恒定律》教案设计
高一物理《机械能守恒定律》教案设计
一、教材分析
（一）教材地位
能量守恒定律是十九世纪自然科学三大发现之一，对辨证唯物主义思想的建立起了重要作用，是学生树立辨证唯物主义观点的重要基础之一；能量转化和守恒思想贯穿整个高中教材，是认识自然、掌握自然规律的重要“工具”。机械能守恒是高中学生对能量转化和守恒的启蒙，它起着承前启后的作用，是必须牢固掌握的一个重要规律。
（二）教材处理
人教版必修教材，仅以自由落体为例很快得出机械能守恒定律，对学生掌握知识（深刻理解机械能守恒的实质和机械能变化的原因）和训练思维、发展能力不利，这里作了改进，机械能守恒定律的得出，由定性分析到定量实例探究，再结合一般过程作理论推证，然后总结出定律，阐释机械能守恒的实质，最后是定性应用。符合由特殊到一般，再到特殊的认识规律，并且在探究、推理过程中，有利于培养学生的演绎推理能力、分析归纳能力和探索发现能力，领悟物理学研究方法和提高创造性思维能力。
（三）重点和难点
根据知能、方法、情感三要素确定。
1、重点：机械能守恒定律的推理分析过程、定律的内容和定律条件的实质性理解；发现物理规律的一种常用方法（特例探究+演绎推理法）和抽象思维（逻辑推理、分析归纳）、形象思维（过程描述和想象）、直觉思维能力的训练。
2、难点：根据定律的推理分析过程归纳总结出机械能守恒定律、定律条件的实质性理解和发现定律科学方法的领悟以及机械能守恒定律空间对称美的认识，激发学生心灵深处热爱物理学的情感。
二、教学目标
（一）确定教学目标的依据
1、高中新课程总目标（进一步提高科学素养，满足全体学生的终身发展需求）和理念（探究性、主体性、发展性、和谐性）和三维教学目标（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）；
2、教材特点（思想性、探究性、逻辑性、方法性和哲理性融会一体）；
3、所教学生的学习基础（知识结构、思维结构和认知结构）。
（二）教学目标
1、知识与技能目标
（1）理解机械能和机械能总量的概念（动能、势能统称为机械能，它们的总和即为机械能总量）；
（2）掌握机械能守恒定律的内涵（由对象、条件、结论组成）和外延（宏观、低速，惯性参考系成立）；
（3）理解机械能守恒定律条件的实质（能量只在机械动能和势能之间转化）；
（4）初步会用定律分析实际过程机械能是否守恒（功法和能量转化法）。
2、过程与方法目标
（1）理解机械能守恒定律的得来过程：提出问题→实例探究→发现结论→理论推证→总结规律→初步应用，领悟发现物理规律的一种科学方法——实例探究+演绎推理法，提高探索发现能力；
（2）理解构建机械能守恒定律结构的方法及其意图（机械能守恒定律来龙去脉结构化，使学生形成知识组块，提高直觉思维能力）。
3、情感、态度与价值观目标
（1）初步树立变中有恒、能量守恒、物质不灭等辨证唯物主义观点；
（2）初识寻找守恒量的意义；
（3）初识机械能守恒定律的空间对称美。
三、教学方法
（一）教学手段的选用
投影仪和电脑。其作用有：将物理情境、规律的推理过程、机械能守恒定律的内容和机械能守恒定律知识方法结构，利用多个实验形象、直观地展示出来，帮助学生思考、分析、推理、理解和领悟机械能守恒问题中的研究对象的选取。
（二）教学方法的选择
1、指导思想：(1)有利于学生参与对概念、规律等内容的探究认识过程(主体性、探究性)；(2)顺应学生认知、能力、心理和情感发展规律（发展性、和谐性）；（3）遵循发现物理规律的一般程序、思维方法和实验依据（方法性和规律性）。
2、教学方法：教师指导与学生探究相结合的发现法。
四、学法指导
（一）基础
学生通过初中机械能定性知识的学习、高中绝大部分力学知识和本章功、功率和动能定理的定量学习、理解和掌握，学生在物理知识结构、思维的深度（独立性、独特性、发散性与批判性）和认知方法策略等方面均奠定了一定的基础。但学生对学习物理的科学方法、物理规律由来的思维过程和方法的理解力、应用力，物理学科学美（简单、对称、和谐和多样统一）的鉴赏力均需进一步培养和提高。
（二）宗旨
针对定律由来的实例探究和实例分析推理过程，创设激活学生“最近发展区”的物理情境，遵循科学家发现物理规律的思维模式和方法，进行探究发现式学习，进一步发展思维深度，逐步掌握发现物理规律的探究步骤和方法，增强创新意识和探索发现能力。
（三）措施
引导学生通过参与、体验、探究、叙述，实现“三个发现”，感悟“两个模式”，强化物理观念的形成。
1、三个发现，培养探究发现能力：
（1）发现功能关系W其它力=E2-E1；
（2）发现机械能守恒定律：实质是W其它力=E2-E1的一种特殊情况；
（3）发现快速判断机械能是否守恒的方法（功法和能转化法）。
2、两个模式，强化物理观念的形成：
（1）思维模式：从生活情景到物理模型建构的思维过程（重过程）：
（2）体验模式：强化物理观念的形成（重联系）。
5.8.1机械能守恒定律应用(新课标)
本节教材分析
本节重点介绍机械能守恒定律的应用，要求学生知道应用机械能守恒定律解题的步骤以及用这个定律处理问题的优缺点，并会用机械能守恒定律解决简单的问题．另外，在本节中要学会据题设条件提供的具体情况，选择不同的方法，用机械能守恒定律以及学过的动量定理、动能定理、动量守恒定律等结合解决综合问题．
教学目标
一、知识目标
1.知道应用机械能守恒定律解题的步骤．
2.明确应用机械能守恒定律分析问题的注意点．
3.理解用机械能守恒定律和动能定理、动量守恒定律综合解题的方法．
二、能力目标
1.针对具体的物理现象和问题，正确应用机械能守恒定律．
2.掌握解决力学问题的思维程序，学会解决力学综合问题的方法.
三、德育目标
1.通过解决实际问题，培养认真仔细有序的分析习惯.
2.具体问题具体分析，提高思维的客观性和准确性．
教学重点
机械能守恒定律的应用．
教学难点
判断被研究对象在经历的研究过程中机械能是否守恒，在应用时要找准始末状态的机械能．
教学方法
1.自学讨论，总结得到机械能守恒定律的解题方法和步骤；
2.通过分析典型例题，掌握用机械能守恒定律、动能定律、动量守恒定律解决力学问题.
教学用具
自制的投影片、CAI课件
教学过程
出示本节课的学习目标：
1.会用机械能守恒定律解决简单的问题．
2.知道应用机械能守恒定律解题的步骤以及用该定律解题的优点．
3.会用机械能守恒定律以及与学过的动量定理、动能定理、动量守恒定律等结合解决综合问题.
学习目标完成过程：
一、导入新课?
1.用投影片出示复习思考题：
①机械能守恒定律的内容是什么?
②机械能守恒定律的数学表达形式是什么?
2.学生答：
①在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变；在只有弹力做功的情形下，物体的动能和弹性势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变.
②机械能守恒定律数学表达式有两种：
第一种：－=－即动能的增加量等于重力势能的减小量
第二种：+=+即半初态的机械能等于初动态的机械能.
3.引入：本节课我们来学习机械能守恒定律的应用．板书：机械能守恒定律的应用
二、新课教学
1.关于机械能守恒定律解题的方法和步骤：
(1)学生阅读本节课文的例1和例2
(2)用多媒体出示思考题
①两道例题中在解题方法上有哪些相同之处?
②例1中如果要用牛顿第二定律和运动学公式求解，该如何求解?
③你认为两种解法解例1，哪种方法简单?为什么?
(3)学生阅读结束后，解答上述思考题：
学生答：课文上的两道例题的解题方法上的相同之处有：
a:首先确定研究对象：例1中以下滑的物体作为研究对象；例2中以小球作为研究对象
b:对研究对象进行受力分析：
例1中的物体受到重力和斜面的支持力，例2中的小球受到重力和悬线的拉力
c:判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件：
例1中的物体所受的支持力与物体的运动方向垂直，不做功，物体在下滑过程中只有重力做功，所以机械能守恒.
例2中的小球所受的悬线的拉力始终垂直于小球的运动方向，不做功，小球在摆动过程中，只有重力做功，所以小球的机械能守恒.
d:选取零势能面，写出初态和末态的机械能，列方程解答有关物理量．
(4)在实物投影仪上展示学生所做的用牛顿运动定律和运动学公式解答例1的过程：
解：物体受重力mg和斜面对物体的支持力F支，将重力mg沿平行于斜面方向和垂直于斜面
方向分解，得物体所受的合外力．
又v
∴ｖt＝＝m/s=4.4m/s
(5)把上述解题过程与课本上的解题过程类比，得到应用机械能守恒定律解题，可以只考虑运动的初状态和末状态，不必考虑两个状态之间的过程的细节，所以用机械能守恒定律解题，在思路和步骤上比较简单．
(6)总结并板书运用机械能守恒定律解题的方法和步骤
①明确研究对象；
②分析研究对象在运动过程中的受力情况以及各力做功的情况，判断机械能是否守恒；
③确定运动的始末状态，选取零势能面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能；
④根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解．
2.用机械能守恒定律求解实际问题
(1)用投影片出示问题(一)：
在课本例2中选择B点所在的水平面作为参考平面，则小球运动到最低点时的速度多大?
(2)学生解答
(3)在实物投影仪上展示学生的解答过程：
解：选择B点所在的水平面作为参考平面时：小球在B点具有的重力势能=0,动能＝０，机械能E1＝+=0
摆球到达最低点时，重力势能＝－mgh＝－mgl（1－cosθ）,动能＝,机械能E2＝+＝－mgl(1－cosθ)
由E2=E1=0，可得
=mg(1－cosθ)l
∴ｖ＝
3.得到的结果与例2结果相同，说明了什么?
学生答：说明了用机械能守恒定律解题时，计算结果与参考平面的选择无关．
4用投影片出示问题(二)
①物体的质量为m，沿着光滑的轨道滑下轨道形状如图所示，与斜轨道相接的圆轨道半径为R，要使物体
沿光滑的圆轨道恰能通过最高点，物体应从离轨道最低处多高的地方由静止开始滑下?
②出示分析思考题：
a:你选什么做为研究对象?
b:对选定的研究对象而言，对它做功的力有哪几个?符合物体机械能守恒的条件吗?
c:物体恰能通过圆轨道最高点的条件是什么?
③师生讨论后分组得到：
a:选物体作为研究对象．
b:物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中只有重力做功，故机械能守恒．
c:物体恰好能通过最高点的条件是mg＝ｍ
④学生书写解题过程，并在多媒体投影仪上展示解题过程：
解：物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中，只有重力做功，故机械能守恒，设物体应从离轨道最低点h高的地方开始由静止滑下，轨道的最低点处水平面为零势能面，物体在运动到圆周轨道的最高点时的速度为v，
则开始时物体的机械能为mgh，运动到圆轨道最高点时机械能为2mgR+mv２，据机械能守恒条件有：
mgh=2mgR+mv2
要使物体恰好通过圆轨道最高点，条件是
mg=ｍ
联立上面两式可求出：h=2R+
5.用投影片出示问题(三)?
问题：如图所示，带有光滑的半径为R的圆弧轨道的滑块静止在光滑的水平面上，此滑块的质量为M，一只质量为m的小球由静止从A放开沿轨道下落，当小球从滑块B处水平飞出时，求下列两种情况下小球飞出的速度
A：滑块固定不动；
B:滑块可以在光滑的水平面上自由滑动．
①提出问题：
a:在本题的两问中物体和滑块运动时是否受到摩擦力的作用?
b:两问中，小球的机械能是否守恒?为什么?
c:如果不守恒，那么又该如何求解?
②学生分组讨论．
③抽查讨论结果：
学生甲：由于轨道和水平地面均光滑，所以小球和滑块在运动过程中均不受摩擦力的作用；
学生乙：在第一种情况下，小球要受到重力mg和滑块对小球的弹力的作用，且只有小球的重力做功，故小球的机械能守恒.
第二种情况下，小球下滑时，重力势能减少，同时小球和滑块的动能都增加，所以小球的机械能不守恒对于第3个问题，学生得不到正确的结果，教师可以进行讲解点拨：
在第二种情况下，小球的重力势能减小，同时小球和滑块的动能增加，据能的转化和守恒得到：小球重力势能的减小等于小球和滑块动能的增加，得到上述关系后，即可求解.
④用多媒体逐步展示解题过程
解：a:当滑块固定不动时，小球自滑块上的A点开始下滑的过程中，小球要受到重力mg和滑块对小球的弹力的作用，而做功的只有小球的重力，故小球的机械能守恒，设小球从B飞出时的水平速度为v,以过B处的水平面为零势能面，则小球在A、B两处的机械能分别为mgR和．据机械能守恒定律有：mgR＝可得到，.
b:据机械能守恒定律可知：小球重力势能的减少等于小球和滑块动能的增加，即mgR=+
又因为小球和滑块构成的系统在水平方向上合外力为零，故系统在水平方向上动量也守恒，以小球飞出时速度v1的方向为正方向：
据动量守恒定律有：mv1－Mv2＝０
解上面两式得出：v1＝即：此时小球飞出的速度大小为
⑤师问：同学们，本题中的第1问还有其他求解方法吗?
学生充分讨论后，抽查解答．
学生答：还可以用动能定理求解：
小球从A到B下滑的过程中，小球的重力做的功mgR也就是小球的合外力的功(轨道对小球的弹力不做功)，因而利用动能定理也可以建立方程：mgR=－０，解出ｖ=.
⑥教师总结：能用机械能守恒定律解的题一般都能用动能定理解决．而且省去了确定是否守恒和选定零势能面的麻烦，反过来，能用动能定理来解决的题却不一定都能用机械能守恒定律来解决，在这个意义上讲，动能定理比机械能守恒定律应用更广泛更普遍．
三、巩固练习
1.如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为
A.mghB.mgHC.mg(H+h)D.mg(H-h)
2.一根长为L的均匀绳索一部分放在光滑水平面上，长为L１的另一部分自然垂在桌面下，如图所示，开始时绳索静止，释放后绳索将沿桌面滑下，求绳索刚滑离桌面时的速度
大小。
参考答案：
1.Ｂ２．ｖ＝
四、小结
通过本节课的学习，我们知道了：
1.应用机械能守恒定律解题的基本步骤：
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、末状态的机械能值；
④据机械能守恒定律列方程，并代入数值求解．
2.在只有重力和弹力做功的条件下，可应用机械能守恒定律解题，也可以用动能定理解题，这两者并不矛盾，前者往往不分析过程的细节而使解答过程显得简捷，但后者的应用更具普遍性．
五、作业
1.课本P150练习六③④⑤
2.思考题
(1)物体在平衡力作用下运动
Ａ.机械能一定不变
B.如果物体的势能有变化，则机械能一定有变化
C.如果物体的动能不变，则势能一定变化
D.如果物体的势能有变化，机械能不一定有变化
(2)一个人站在高h处，抛出一个质量为m的物体，物体落地时的速度为v,人对物体做的功为
A．mghB.mgh+mv2?C.D.
(3)以10m/s的速度将质量是m的物体竖直向上抛出，若空气阻力忽略，g=10m/s2，则①物体上升的最大高度是多少?
②上升到何处时重力势能和动能相等．
(4)如图所示：小球A用不可伸长的轻绳悬于O点，在O点的正下方有一固定的钉子B,OB=d,初始时小球A(与O同水平面)无初速释放，绳长为L，为使球能绕B点做圆周运动，试求d的取值范围．
(5)如图所示，A、B是两个质量相同的物体，用轻绳跨过定滑轮相连，先用手托住B，此时A、B的高度差为h，使B无初速释放，斜面倾角为θ，一切摩擦均不计，试求A、B运动到同一水平面上时速率是多少?
(6)如图所示，有一质量为M的静止小车，在光滑水平轨道上，小车的光滑水平面与光滑圆周导轨相切，导轨半径为R，其所在的竖直平面与小车将发生的运动平行，一质量为m的小球以某一水平速度v０进入圆周轨
道，当小球通过圆周导轨的最高点时，小球对导轨刚好没有压力，求小球进入小车时的速度v０．
参考答案：
(1)Ｂ?(2)Ｄ?(3)①５ｍ?②2.5ｍ?(4)Ｌ≤ｄ＜Ｌ?
(5)ｖ＝(6)v0=
六、板书设计
