机械能守恒定律公式推导

这是机械能守恒定律公式推导，是优秀的物理教案文章，供老师家长们参考学习。

机械能守恒定律公式推导第 1 篇

教学目标

1.目标

知识目标：要知道机械能概念，理解动能、势能转化；掌握机械能守恒条件、内容；能灵活应用守恒定律。

能力目标：初步掌握探究物理规律的研究方法。

情感目标：通过机械能守恒，感悟自然界的守恒思想，体会自然的对称美、和谐美。

2.重难点及对应策略

教学重点：（1）推导、建立机械能守恒定律，并能够理解定律内容；（2）在具体问题中会判断机械能守恒，能建立守恒关系的数学式。

教学难点：（1）理解机械能守恒条件；（2）会判定机械能是否守恒并分析系统具体机械能。对应策略：采用“游戏定性分析、实验定量探究、理论演绎推导”三个活动来分散并突出重点；对比分析两个类似游戏来突破难点。

三、教法学法

1.教法

教师应在教学中为学生创造良好的学习情境，提供多样化信息的来源，根据STS的教学模式，注重探究型、主导型、交互性、社会性的教学。本节教学设计依据教学理论及建构主义学习理论进行设计：对机械能守恒定律的得出过程，采用碰鼻游戏来创设情境，发现守恒现象；利用气垫导轨进行实验演示，探究守恒原理；通过自由落体运动的理论进行演绎推导；对守恒条件的得出和掌握，通过实验和对比分析，整个教学过程中设计一些列问题进行启发。

2.学法

结合教法，让学生在具体的物理情境及教师的引导下进行探究式学习，体现由物讲理的基本方法；让学生在实验中学会观察、思考与分析，用已掌握的知识进行探究式的演绎推理，最后归纳总结新的物理规律。

四、教学过程

环节一：创设情境

第一，图片展示。出示生活中动能、势能转化图片，让学生对动能、势能转化进行探讨并引出机械能概念。

第二，实验演示。学生演示过山车实验，直观体验动能和势能的转变，并提出问题：小钢球为什么能穿过圆环？每一状态的动能和势能如何变化？由此引出课题。

环节二：探究守恒等式

第一，碰鼻游戏，定性分析。利用单摆装置，请学生中“勇敢者”上来进行碰鼻游戏的演示。游戏过程中，参与者有明显的退让动作，再仔细观察发现小钢球到鼻子位置戛然而止。在轻松的氛围中，教师提出问题：摆动过程中有一个量是不变的，是什么？小球受到哪些力的作用？哪些力对小球做功？为探究守恒条件做好铺垫。

第二，气垫导轨实验，定量探究。实验演示开始前，提出问题：分析滑块的受力情况，并思考哪些力对滑块做功，为环节三探究守恒条件做准备。在实验数据的记录、计算、比较的过程中，突出本节的重点：建立守恒定律。

第三，自由落体运动，验证规律。探究物理规律应该是由简单到复杂，逐步深入，同时简单的自由落体来进行理论推理也符合最近发展区观点。

环节三：探究守恒条件

将小钢球换成乒乓球，进行“碰鼻游戏2”。引导学生从现象、受力、做功等几个方面对两次碰鼻游戏进行对比分析。在上述两个环节基础之上，总结归纳出机械能守恒定律内容、条件以及表达式。

环节四：巩固知识，拓展应用

以抢答的方式分析四种运动状态中的物体是否满足机械能守恒；巩固学生建立机械能守恒恒等式。

环节五：课后延伸，布置作业

布置作业：（基础模块）根据课后练习完成对机械能守恒定律的巩固，完成书后练习1；（拓展模块）书后练习2，请再次用牛顿第二定律和运动学公式来处理这两个问题，比较异同；（实践模块）寻找“生活中的机械能守恒”，以文字说明或图片、视频形式提交教学空间。

五、教学反思

从教学空间点击量以及学生回复情况可以看出，这节课的效果较好；空间的应用促进了师生之间交流，但学生养成将物理与生活相联系的习惯，教师要借助图片、视频、科普知识等形式推广生活中的物理，潜移默化地把物理带进学生的生活。

机械能守恒定律公式推导第 2 篇

教学目标

1、知识与技能

知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化；

理解机械能守恒定律的内容；

在具体问题中，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

通过科学探究机械能的过程，对物理现象（动能和势能的转化）的分析提出假设，再进行理论推理的物理研究方法；

经历归纳概括“机械能守恒的条件”的过程，体会归纳的思想方法。

3、情感态度与价值观

通过视频与实验，激发学生学习的热情，体会科学的无穷魅力；

通过机械能守恒，感悟自然界的守恒思想，体会自然地对称美、和谐美。

2学情分析

学生已经在初中学习过有关机械能的基本概念，对“机械能”并不算陌生，接受起来相对轻松。通过前几节内容的学习，同学们对“机械能”这一概念较初中有了更深认识，在此基础上学习机械能守恒定律学生比较容易理解。

3重点难点

重点：1、理解机械能守恒定律的内容

2、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

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

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

4教学过程 4.1第一学时 教学活动 活动1【活动】教学过程

新课引入

观看“最美单板滑雪”视频

通过视频，我们惊叹运动员在空中动作的控制能力，在短暂瞬间带给我们视觉的冲击。那么运动员想在空中做出高难度动作，需要满足哪些条件呢？

讨论：更多的空中运动时间

更加娴熟的技巧

总结：更多的空中时间，需要更大的初速度；更娴熟的技巧，需要成年累月的训练。

技术上的支持要交给教练员，理论上的支持我们可以帮忙。

一、机械能

回顾本章第一节内容（投影）

我们探究过物体运动过程中的守恒量。研究小球在两个对接斜面间运动时，伽利略提出了物体动能和势能可以相互转化。请同学们利用所学知识进行解释。

重力做功，重力势能变化；合外力做功，动能变化。

在生活中，动能和势能相互转化的实例很多，请同学们举例说明：

弹弓、秋千、射箭、航母阻拦索等（投影）

从刚才的讨论可以看到，重力势能、弹性势能和动能之间具有密切的练习，我们把它们统称为机械能。

二、何为守恒？

物体以初速度v0冲上光滑斜面，到达最高点后又回到斜面底端，图1中斜面光滑，图2中物体受到一沿斜面向下的恒力F。

探究一、两种情况下，物体回到斜面底端时的机械能与初态机械能是否相等？

探究二、在斜面上某一位置时（距离初始位置L远）的机械能与初态机械能是否相等？

情况一

动能

势能

机械能

初态

回到斜面底端

斜面上某一位置

情况二

动能

势能

机械能

初态

回到斜面底端

斜面上某一位置

结论：守恒是机械能总量保持不变，而不是初始值等于末态值

二、为何守恒？

探究一、受力情况不同（物体沿光滑轨道下滑和沿粗糙轨道下滑）

探究二、能量转化情况不同（物体沿光滑轨道下滑和沿粗糙轨道下滑）

在只有重力和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，叫做机械能守恒定律。

练习：判断下列运动是否满足机械能守恒（AB）

A．绳子牵引小球在竖直面内做圆周运动

B．小球做竖直上抛运动

C．物体沿斜面匀速下滑

D．流星在大气中下落留下明亮的轨迹

练习（课本78页第2题）神州好载人飞船在发射至返回的过程中，以下哪些阶段中返回舱的机械能是守恒的？

A．飞船升空的阶段

B．飞船在椭圆轨道上绕地球运动的阶段

C．返回舱在大气层以外向着地球做无动力飞行阶段

D．降落伞张开后，返回舱下降的阶段

例题：把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为L，最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？

解题步骤

1、确定研究对象和研究过程

2、判断机械能是否守恒

3、设定零势能面，找到初末状态的动能和势能表达式

4、列出机械能守恒定律方程，求解。

讨论：能否通过其他方法求解呢？

结论：动能定理可以求解。在机械能守恒情况下，动能定理实际上时机械能守恒的另一种表达形式 ，其优点是无需设定零势能面。

三、为何不守恒

讨论物体机械能不守恒的原因

机械能守恒定律公式推导第 3 篇

一、引入新课：通过视频：加油！向未来，引入新课，激发学生学习物理的兴趣《机械能守恒定律》的教学设计

　　二、学习目标

　　1、知道什么是机械能，知道物体的动能和势能之间可以相互转化。

　　2、理解机械能守恒定律的内容及适用条件。

　　3、学会在具体问题中判断机械能是否守恒。

　　三、新课讲授

　　【知识回顾】

　　1、本章学习了哪几种形式的能，大小如何计算？

　　2、动能定理的.内容是什么？

　　3、重力做功与重力势能的关系是什么？

　　【基本概念】

　　1.机械能：动能、重力势能、弹性势统称为机械能

　　2.计算公式：

　　3.注意：机械能是标量，具有相对性

　　探究一：动能和势能之间的相互转化

　　①、认真观察演示实验，体会动能和势能之间可以相互转化。

　　②、请同学们列举生活中动能和势能之间相互转化的例子。

　　探究二：机械能守恒定律的理论推导（分组讨论）

　　情景1：质量为m的物体自由下落过程中经过高度h1的A点速度v1，高度h2的B点时速度为v2，不计空气阻力，分析A、B两位置的机械能的关系。

　　探究三：机械能守恒定律的条件

　　思考：机械能守恒定律只适用于自由落体运动吗？

　　情景2：物体沿光滑斜面下滑，A、B为图中任意两个时刻所处的位置。

　　情景3：若在情景1中考虑空气阻力，试分析A、B两位置的机械能关系。

　　结论：在只有?? 做功的物体系统内，动能与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?? 做功的物体系统内，动能与弹性势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。

　　用单摆模拟视频中的实验，并解密。

　　【机械能守恒初判断】

　　下列实例中哪些情况机械能是守恒的?

　　1、跳伞员利用降落伞在空中匀速下落

　　2、抛出的篮球在空中运动（不计阻力）

　　3、用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。

　　四、课堂练习

　　质量为1 kg的物体从离地面1.5 m高处以速度10 m/s抛出，不计空气阻力，若以地面为零势能面，物体的机械能是________J，落地时的机械能是________J；若以抛出点为零势能面，物体的机械能是________J，落地时的机械能是________J．(g取10 m/s2)

　　五、课堂小结

　　1、机械能

　　2、机械能守恒定律

　　①内容

　　②表达式

　　③条件

　　六、作业：

　　推导过山车至少从多高处开始滑下，才能安全通过最高点？

　　1

机械能守恒定律公式推导第 4 篇

　一、教学目标

　　（一）知识与技能

　　1．理解物体的动能和势能是可以相互转化的。

　　2．理解机械能守恒定律及其条件。

　　（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

　　1．通过对机械能守恒定律的探究，体验理想实验是探究物理规律的一种重要方法和手段，激发学习的积极性、能动性。

　　2．通过将科学技术与物理课堂结合，提高自身做物理实验的科学素养。?

　　3．在运用机械能守恒定律解决实际问题的过程中，体验学有所得的快乐，并感悟物理与社会生活的紧密联系。

　　二、教学重点和难点?

　　运用理想实验探究机械能守恒定律；

归纳出只有重力做功是机械能守恒的条件。

三、教学方法

　　实验探究法

　　四、教学设计思路和教学流程

　　（一）教学设计思路

　 本节课采用“情景引入──提出问题──猜测答案──探究答案──验证结论──条件归纳──应用和小结”的教学流程：从过山车模型中发现动能和重力势能可以相互转化，提问在转化过程中动能和重力势能的总量（机械能）是否相等，进而引出探究的主题；之后运用已学的理论知识动能定理验证结论，将理论和实验推理很好的相结合；在条件讨论过程中设计多个情景，通过不同情况下让学生寻找力做功的共性，师生互动讨论归纳出机械能守恒的条件；?

五、教学过程

教师活动

幻灯片演示

学生活动

设计意图

一、新课引入

提出问题

小球在运动过程中动能和重力势能如何变化？动能和重力势能的总量又会如何？

?

学生回答：动能增大，重力势能减少.(但是两者之和不清楚。)

由演示提出新问题，激发探究兴趣。

为了弄清楚两种能量之和如何变化我们需要先

复习回顾

机械能定义：

?

学生回顾

?

?

?

?

?

小组积极回答

?

?

?

?

?

?

学生考虑并回答

通过复习联系引入问题，学生思考激发学生探索欲。

联系生活

实际上生活中与翻滚过山车一样有能量转化的例子比比皆是：

?

?

学生主动回答生活实例?

?

?通过图片说出动能与势能变化情况。

?

?

?

?

理性问题实际化，联系实际生活。

发散学生思维

探究过程

机械能中动能与重力势能相互转化的关系：1、提出问题

学生探究

体现学生自主性

2、猜想答案

并且大致的指出我们探究的具体做法与探究方向。

学生大胆猜测

学生发言

体现猜想在科学研究中的作用

3、探究过程

分组探究

学生自主性高涨积极试验，现象好奇。

体现教师的主导作用，学生主体地位，二者缺一不可。

（1）只受重力。只有重力做功

学生自主推导过程

学生发言，汇报探究结论

让学生学会分享

培养学生语言组织能力

（2）受其他力，但是其他力不做功

学生发现原来和第一种情况一样。

学生学会总结不同现象的相同规律。

（3）物体受其他力，且其他力做功

学生分析，教师总结

学生实践上升到理论