有关机械能守恒定律教案5篇
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。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。 下面给大家分享机械能守恒定律教案，欢迎阅读！
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，对多物理生来说，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2角，小球下落高度为2Lsin，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=?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Mm，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.
教 学 目 标知识与技能
1。会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。
2。掌握验证机械能守恒定律的实验原理。
过程与方法
通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。
情感、态度与价值观
通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的`唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。
教学重点、难点教学重点
掌握验证机械能守恒定律的实验原理。
教学难点
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 探究、讲授、讨论、练习
教 学 手 段教具准备
重物、电磁打点计时器以及纸带、复写纸片、低压电源及两根导线、铁架台和铁夹、刻度尺、小夹子。
教 学 活 动
[新课导入]
师：上一节课我们学习了机械能守恒定律，我们首先采复习一下什么叫做机械能守恒定律?
生：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。这叫做机械能守恒定律。
师：机械能守恒的条件是什么?
生：只有重力和弹力做功。
师：自由落体运动中机械能是不是守恒?
生：自由落体运动中物体只受到重力的作用，这个过程只有重力做功，所以机械能是守恒的。
师：我们要想推导出机械能守恒定律在自由落体中的具体表达式，可以根据什么来进行推导呢?
生1：可以通过牛顿运动定律进行推导。
生2：可以根据动能定理进行推导。
(投影展示与一个自由落体运动相关的题目，从题目中知道有关的物理量，让学生分别根据牛顿运动定律和动能定理推导机械能守恒定律，再一次熟悉这个定律，并为本节课的教学打下基础)
[新课教学]
1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。
在图1中，质量为m的物体从o点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点a和b的机械能分别为：
ea= ， eb=
如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有
ea=eb，即 =
上式亦可写成
该式左边表示物体由a到b过程中动能的增加，右边表示物体由a到b过程中重力势能的减少。等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始下落的o点至任意一点（如图1中a点）来进行研究，这时应有： ----本实验要验证的表达式，式中h是物体从o点下落至a点的高度，va是物体在a点的瞬时速度。
师：在做实验之前，我们首先要明确这样几个问题，首先这个实验需要什么器材?
生：最容易想到的器材是重物、电磁打点计时器以及纸带。复写纸片。低压电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺，小夹子。
一、教学目标
知识与技能：知道动能和势能之间的转化关系，会用动能定理进行计算;
过程与方法：通过对机械能守恒的探究过程，提高学生观察和分析的能力；
情感态度与价值观：体会物理之间的紧密联系，提高科学的严谨性。
二、教学重难点
重点：机械能守恒定律的理解与应用;
难点：动能与势能之间的转化关系。
三、教学过程
环节一：新课导入
教师找学生上台演示实验：用细绳拴住一个小球，将小球摆动一定的角度，并靠近同学的鼻尖，根据实验结果让学生分析并不会碰到鼻子的原因是什么?引入新课“机械能守恒定律”。
环节二：新课讲授
(一)动能与势能饿相互转化
通过上述实验引导学生得到动能和势能之间可以相互转化，并通过自由落体得出重力势能减少，动能增加的关系。
教师接下来组织学生进行思考讨论，还有哪些动能与势能之间相互转化的例子，并找同学分享讨论的结果。
教师总结：上述例子能够看出动能和势能之间可以相互转化，动能和势能统称为机械能，弹性势能属于势能，并提问学生他们之间有哪些关系?从而引入机械能守恒定律。
(二)机械能守恒定律
结合教材中给出的自由落体例子，提示学生在AB两点的机械能是多少?从A-B动能怎么变化，重力做功与重力势能之间的关系，并组织学生以4人为一组进行讨论，教师加以指导。并提问学生的讨论结果。
教师通过让学生根据结论总结出规律后在给出机械能守恒定律的`定义：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，而总的机械能保持不变。这叫做机械能守恒定律。
教师强调出机械能守恒定律的适用条件。
环节三：巩固提高
例题巩固
学生判断以下几种情况机械能是否守恒?( )
A、竖直上抛运动
B、做平抛运动的小球
C、沿光滑的斜面下滑的物体
D、竖直方向匀速下降的物体
环节四：小结作业
小结：师生共同总结本节课的内容
作业：完成书后的练习题。
【板书设计】
（略）
机械能守恒定律
一、知识储备
阅读书上p75-76，完成自主学习
二、问题探究
1.实验探究：观察铁球和乒乓球摆动过程中特点。
理论探究：
探究一。把一个质量为m的物体从高h1的地方沿某方向以速度v1抛出，落到距离地面高h2的地方速度为v2。大家试用动能定理找出在抛出点和落地点的机械能各有多少？它们大小有什么关系？（不计空气阻力）
探究二。物体沿着光滑曲面从A滑到B点，已知在A点时的速度为v1 到地面的高度为h1，到达B时点的速度变为v2此时的高度为h2，小球的质量为m。大家能否找到小球在AB两点的机械能总量的关系？结论：在只有重力做功时，重力势能和动能相互转化，机械能总量保持不变。
2.实验探究：气垫导轨上在弹簧作用下的滑块运动有何特点？
结论：在只有弹力做功时，弹性势能和动能相互转化，机械能总量保持不变。
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，动能与势能可以互相转化，而机械能总量保持不变。
2.条件：只有重力或弹力做功，判断问题中机械能是否守恒，跳伞运动员在离开飞机后的开始一段时间内降落伞没有打开，本文由论文联盟www.LWlM.cOM收集整理将自由下落，此时机械能守恒吗？当跳伞运动员降落过程中打开降落伞匀速下落的过程中机械能总量是否保持不变？
某些汽车或列车站的站台都设计有一个小的坡度。这是为什么？进站前关闭发动机，机车凭惯性上坡，动能变成势能储存起来，出站时下坡，势能变成动能，节省了能源。潮汐能是怎样用来发电的？
利用潮汐涨落时海水水位的升降引起的海水势能的变化，使海水通过水轮机时推动水轮发电机组发电。
总结机械能守恒定律的优点：应用机械能守恒定律解题，只需考虑运动过程的初、末状态，不必考虑两个状态间过程的细节。
本节课的主要核心内容为学习机械能守恒定律的规律和条件并应用规律来解决分析一些实际存在的问题。主要时通过引用以前学习过的`能量的知识通过各种学生的自主实验教师的展示实验自主分析得出机械能守恒定律存在的条件，培养学生应用所学的知识分析加工组织实验探究并通过实验验证猜想这一研究物理问题的一般性过程的能力，真正体现物理是一门实验为主结合理论解决生活中的问题和现象的学科。具体的教学过程如下：
第一张学生互动实验：由一个摆动的铅球从学生的鼻子从静止开始下摆，观察摆动过程是否会摆回来再次碰到学生的鼻子。注意这一过程中调学生的兴趣和吸引学生的注意力，引导学生思考摆回来后不会碰到鼻子的原因，引入守恒量的一种思想。
第二张学生自主看书学习：这一过程中学生完成学案上的类容，最后抽取学生的结果展示。明确几个物理概念
第三张实验探究过程：以摆球实验为原型，深入探究摆球摆动过程各个物理量的变化。从铁球的摆动 和乒乓球的摆动高度变进行对比，让学生自主分组完成实验并填写相应的对比表格。注意过程注重学生的自主操作，；老师在这一过程对各个小组的实验情况进行指导，对实验结果的原因及各个物理量的变化进行思考，以及发生这一变化的标志是什么。最后选取一组的结果展示，由一个学生进行实验的阐述。这一阶段主要学生自助完成，培养学生自行研究生活中各种物理现象的产生的内在原因。
第四张分组进行理论研究：把全班的学生分为两组，提出两个实验情景，提示学生通过学习过的知识对实验情景进行数学公式的推导得出存在守恒的条件。得出存在不变量的条件，最后由两个学生在黑板上展示自己的推导结果。由于在理论推导过程中学生可能存在知识上的困难，老是要注意观察学生的问题对学生进行辅导提示。
第五张扩展实验：这一阶段由老师从概念出发类比提出当存在弹性势能变化时存在守恒的条件是否与刚才的结论有共同点。进而通过气垫导轨上弹簧拖动滑块的实验来证明刚才的实验猜想是否正确。注意由于是一个教师的展示实验必须尽量的让更多的学生观察到本实验的实验现象。
第六张得出实验结论：由学生来总结出机械能守恒定律。这一过程特别提醒存在这一守恒的条件。
第七张理论应用推广：通过几个生活中的现象运用机械能守恒的知识进行判断这一现象是否存在机械能守恒，或者运用机械能守恒定律的类容分析这些现象存在的原因是什么。对每个问题由学生相互讨论思考得出实验结论并在全班展示自己的学习成果。最后由机械能守恒定律出发推过出自然界中存在着广泛的守恒量，为学生指引出一个更加广阔的知识空间。
机械能守恒定律
在只有重力或系统内弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，但机械能保持不变。
机械能守恒定律的三种表达式
1．从能量守恒的角度
选取某一平面为零势能面，系统末状态的机械能和初状态的机械能相等。
2．从能量转化的`角度
系统的动能和势能发生相互转化时，若系统势能的减少量等于系统动能的增加量，系统机械能守恒。
3．从能量转移的角度
系统中有A、两个物体或更多物体，若A机械能的减少量等于机械能的增加量，系统机械能守恒。
以上三种表达式各有特点，在不同的情况下应选取合适的表达式灵活运用，不要拘泥于某一种，这样解题才能变得简单快捷。
机械能守恒定律的公式
基本的公式是 Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 等号前的是初始状态的机械能，等号后的是末态的机械能。
还有推导的有：
（1）ΔE1=ΔE2 等号前的是增加的机械能，等号后的是减少的机械能。
（2）W=ΔE W表示外力做的功，ΔE表示机械能的增加量。
（3）E减=E增 （Ek减=Ep增 、Ep减=Ek增）