机械能守恒定律实用3篇

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机械能守恒定律1

一、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。

二、教材分析

(一)教材所处的地位和作用

本节课是本章的重点内容，要求学生能初步掌握机械能守恒定律的内容并能用来解决一些简单问题。机械能守恒条件的判定、机械能守恒定律的应用，是教学的重点。运用机械能守恒定律解答相关的问题，这一内容在整个高中力学中又起着承前启后的作用，在物理学理论和应用方面十分重要，不同运动形式的转化和守恒的思想能指引我们揭露自然规律、取得丰硕成果。但这种思想和有关的概念、规律，由于其抽象性强，学生不易理解、掌握。学生要真正的掌握和灵活运用还是很困难。机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上，教材上通过多个具体实例，先猜测动能和势能的相互转化的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究，联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性。在教学设计时，力图通过生活实例和物理实验，展示相关情景，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究，体现从“生活走向物理”的理念，通过建立物理模型，由浅入深进行探究，让学生领会科学的研究方法，并通过规律应用巩固知识，体会物理规律对生活实践的作用。

(二)教学目标的确定依据

根据教材特点(注重思想性、探究性、逻辑性、方法性和哲理性)和学生的特点以及高中新课程的总目标(进一步提高科学素养，满足全体学生终身发展需求)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)的要求特制定教学目标。

(三)教学目标

1.知识与技能

(1)知道什么是机械能。

(2)知道物体的动能和势能可以相互转化。

(3)理解机械能守恒定律的内容。

(4)掌握机械能守恒的条件。

(5)学会在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。

(6)初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题的方法，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。

2.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。

3.情感、态度与价值观

(1)培养学生发现和提出问题，并利用已有知识探索学习新知识的能力。

(2)通过教学过程中各个教学环节的设计，如：观察、实验等，充分调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣。

(3)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。

机械能守恒定律2

学习目标：

1、学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。

2、进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。

学习重点：

1、验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。

2、验证机械能守恒定律实验的注意事项。

学习难点：

验证机械能守恒定律实验的注意事项。

主要内容：

一、实验原理

物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m，借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v；进而求得重力势能的减少量│△Ep│=mgh和动能的增加量△EK=1/2mv2；比较│△Ep│和△EK，若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。

测定第n点的瞬时速度vn：依据"物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度"，用公式vn=（hn+1—hn—1）/2T计算（T为打下相邻两点的时间间隔）。

二、实验器材

电火花计时器（或电磁打点计时器），交流电源，纸带（复写纸片），重物（带纸带夹子），导线，刻度尺，铁架台（带夹子）。

三、实验步骤

（1）按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上（电火花计时器要接到220V交流电源上，电磁打点计时器要接到4V~6V的交流低压电源上）。

（2）将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。

（3）接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。

（4）换几条纸带，重做上面的实验。

（5）从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量。

（6）在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置0（或A），再任意选取几个点1、2、3（或B、C、D）等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。

（7）用公式vn=（hn+1—hn—1）/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。

（8）计算出各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2的值，进行比较，得出结论。

四、实验记录

五、实验结论

在只有重力做功的情况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。

六、实验注意事项

（1）计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要牢固、稳定。重物下落时它不振动；放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同，以减小纸带运动时与限位孔的摩擦（可用手提住固定好重物的纸带上端，上下拉动纸带，寻找一个手感阻力最小的位置）。

（2）打点前的纸带必须平直，不要卷曲，否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上，从而增大了阻力，导致实验误差过大。

（3）接通电源前，提纸带的手必须拿稳纸带，并使纸带保持竖直，然后接通电源，待计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落，以保证第一个点迹是一个清晰的小点。

（4）对重物的要求：选用密度大、质量大些的物体，以减小运动中阻力的影响（使重力远大于阻力）。

（5）纸带的挑选：应挑选第一、二两点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量。这是因为：本实验的前提是在重物做自由落体运动的情况下，通过研究重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的，故应保证纸带（重物）是在打第一个点的瞬间开始下落。计时器每隔打一次点，做自由落体运动的物体在最初内下落的距离h1=1/2gt2=1/2××==2mm，所以若纸带第一、二两点间的距离接近2mm，就意味着重物是在打第一个点时的瞬间开始下落的，从而满足本次实验的前提条件（打第一个点物体的初速度为零，开始做自由落体运动）。

（6）测量下落高度时，必须从起点o量起。为了减小测量^的相对误差，选取的计数点要离0点适当远些（纸带也不宜过长，其有效长度可在60cm~80cm以内）。

（7）本实验并不需要知道重力势能减少量和动能增加量的具体数值，只要对mgh与1/2mv2进行比较（实际上只要验证1/2v2=gh即可）以达到验证机械能守恒的目的，所以不必测出重物的质量。

七、误差分析

（1）做好本实验的关键是尽量减小重物下落过程中的阻力，但阻力不可能完全消除。本实验中，误差的主要来源是纸带摩擦和空气阻力。由于重物及纸带在下落中要不断地克服阻力做功，因此物体动能的增加量必稍小于重力势能的减少量，这是系统误差。减小系统误差的方法有选用密度大的实心重物，重物下落前纸带应保持竖直，选用电火花计时器等。

（2）由于测量长度会造成误差，属偶然误差，减少办法一是测距离都应从起点0量起，下落高度h适当大些（过小，h不易测准确；过大，阻力影响造成的误差大），二是多测几次取平均值。

机械能守恒定律3

一、说教材

《验证机械能守恒定律》选自人教版高中物理必修二第七章第九节。本节主要内容为：学生利用打点计时器，打下纸带，通过计算来验证重锤在下落的过程中机械能是否守恒。本节课，可以升华学生对上节课机械能守恒定律的理解，培养学生科学严谨的态度。又可以为接下来学习动量守恒，电荷守恒等定律打下基础，起到了承上启下的作用。因此本节课意义重大。

基于该节课的内容和新课改的要求，制定如下教学目标：

知识和技能目标：会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度，掌握验证机械能守恒定律的实验原理。

过程和方法目标：通过分组实验提高动手能力，协作能力，提高解决实际问题的能力。

情感、态度、价值观目标：通过亲身的体验以及探究学习活动，提高学生学习热情、培养学生尊重客观事实的科学态度。

通过对以上教材地位和教学目标的分析，本节课的教学重点是实验方案的设计与实验数据的处理；难点是实验误差的分析。

二、说学情

该年级的学生已经掌握了机械能守恒定律的内容以及条件，也具备了一定的实验操作技能，会用打点计时器，具备一定的数据处理能力。但是，对于实验操作的规范性和实验结果误差的分析还有所欠缺，所以我在教学中要重点培养学生的实验操作能力以及分析能力。

三、说教法

在教学活动中良好的教学方法能够起到事半功倍的效果，本节课我主要采用实验法即通过实验学生验证机械能守恒定律；并结合讨论法，让学生在物理课上学会合作，学会交流，学会学习。

四、说学法

新课改理念告诉我们，学生不仅要学到具体的知识，更重要的是要学会怎样自己学习。所以在课堂上我将引导学生通过实验探究、合作交流的学法来更好的掌握实验探究的内容。

五、说教学过程

环节一：导入新课

在进行新课教学之前，复习导入机械能守恒定律的内容和表达式是什么，同时情景引入，播放田亮跳水视频。十米跳台跳水是种技术性极强的运动，如果不计空气阻力，机械能是否守恒？通过问题创设，一方面可以明确本节课的实验主题——机械能守恒，另一方面可以使学生的学习热情和学习兴趣很快被调动起来，有利于新课的教学。

环节二：新课讲授

我将以启发的方式提问学生让学生思考：如果让你来设计一个实验来验证机械能守恒定律，你会怎么做？给出你的方案。再分组讨论实验方案，并让各个小组选出代表以汇报的方式跟全班学生分享实验方案。然后各小组对所有的实验方案的优缺点进行讨论。再次让各个小组选出代表以汇报的方式跟全班学生分享优缺点。在所有小组都汇报结束后，我做适当的总结。并引导学生确定最终的实验方案——利用重物的自由落体运动验证机械能守恒定律。这样设计课程，可以让学生积极主动参与到课堂里面来，更好地调动学习氛围。符合新课改要求：学生是学习的主人，突出学生的探究学习。还能进一步提升学生的自主探究能力。

在实验方案确定之后，我将提出第二个问题：实验得到什么结果，可以证明机械能守恒吗？引导学生思考。通过提问得到结论：在任意点上，重物的势能和动能之和等于初始位置上重物的势能。在解答了这个问题后，接着提出第三个问题：如何计算在任意点上重物的动能。明确重物在任意位置的速度对与计算动能至关重要。分组实验、采集数据。

根据讨论结果，指导学生分组实验。学生四人一组进行实验，完成实验操作，记录实验数据。

得到方案：把纸带和重物固定在一起下落，用打点计时器在纸带上打点，记录下重物下落的高度，计算出对应的瞬时速度。然后，带着学生一起通过公式的推导得到速度的测量公式：

即：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度。这样既可以培养学生分析问题，解决问题的`能力，又可以在分组讨论中，培养学生的团结协作精神。

环节三：拓展巩固

在此环节，我会结合书上的习题，让学生通过做题的方式加深对所学知识点的理解和掌握。

环节四：课堂小结

高中物理注重学生物理学科素养的培养，思维方法是解决问题的关键，亲手操作，参与实践，是最直观获得知识的手段，也是进一步加强对知识的理解。我会让学生总结本次实验课主要探究的内容。

环节五：布置作业

作业方面，形成实验报告。

重新制定验证机械能守恒定律方案。