高中物理《機械能守恒定律》教案教科版必修精?一、教學(xué)目標(biāo)1.知識與技能目標(biāo)理解機械能的概念，能確認(rèn)物體具有的動能、重力勢能和彈性勢能。理解機械能守恒定律的內(nèi)容，掌握機械能守恒的條件，會判斷機械能是否守恒。能根據(jù)機械能守恒定律分析解決有關(guān)問題，如推導(dǎo)簡單系統(tǒng)機械能守恒的表達(dá)式，并能運用其求解物體的速度、高度等物理量。2.過程與方法目標(biāo)通過對機械能守恒定律的探究過程，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納、總結(jié)的能力，體會科學(xué)探究的方法和過程。在推導(dǎo)和應(yīng)用機械能守恒定律的過程中，培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力，提高邏輯推理能力。3.情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)通過對機械能守恒定律的學(xué)習(xí)，體會自然界中能量轉(zhuǎn)化的和諧與統(tǒng)一，培養(yǎng)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣和探索精神。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，認(rèn)識到物理規(guī)律的簡潔性和普適性，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的熱愛。

二、教學(xué)重難點1.教學(xué)重點機械能守恒定律的內(nèi)容和條件。應(yīng)用機械能守恒定律解決實際問題。2.教學(xué)難點對機械能守恒條件的理解和判斷。如何引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究和理論推導(dǎo)得出機械能守恒定律。

三、教學(xué)方法講授法、實驗探究法、討論法、練習(xí)法相結(jié)合

四、教學(xué)過程

（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）通過播放一段過山車的視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察過山車在運動過程中的速度、高度等變化情況，提出問題：過山車在運動過程中，它的能量是如何變化的？動能和勢能之間是否存在某種關(guān)系？從而引入本節(jié)課的主題機械能守恒定律。

（二）新課教學(xué)（30分鐘）1.機械能的概念（5分鐘）回顧動能和勢能的概念提問學(xué)生：什么是動能？什么是重力勢能？什么是彈性勢能？學(xué)生回答后，教師總結(jié)：物體由于運動而具有的能叫動能，其表達(dá)式為$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$；物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能，表達(dá)式為$E_{p}=mgh$；物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫彈性勢能。引出機械能的概念教師講解：動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能，用$E$表示，即$E=E_{k}+E_{p}$（對于只發(fā)生彈性形變的物體，機械能僅指動能和彈性勢能之和；對于既有重力勢能又有彈性勢能的物體，機械能指動能、重力勢能和彈性勢能之和）。2.機械能守恒定律的探究（15分鐘）實驗探究實驗裝置：利用鐵架臺、打點計時器、紙帶、重錘等器材組成如圖所示的實驗裝置。實驗步驟：按圖安裝好實驗裝置，將打點計時器接到電源上。用手托著重錘，使紙帶處于豎直狀態(tài)，讓重錘靠近打點計時器，并先接通電源，再松開紙帶，讓重錘自由下落，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點。重復(fù)上述步驟，多打幾條紙帶。數(shù)據(jù)處理：選擇一條點跡清晰的紙帶，從第一個點開始，每隔幾個點取一個計數(shù)點，測量出相鄰計數(shù)點間的距離$x$。根據(jù)勻變速直線運動的公式$v_{n}=\frac{x_{n}+x_{n+1}}{2T}$（$T$為打點周期）計算出各點的瞬時速度$v$。計算出重錘在不同位置的動能$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$和重力勢能$E_{p}=mgh$（$h$為相對于起始點的高度），并將數(shù)據(jù)填入表格中。分析數(shù)據(jù)：引導(dǎo)學(xué)生觀察表格中的數(shù)據(jù)，分析動能和重力勢能的變化情況。提問學(xué)生：重錘在下落過程中，動能和重力勢能的總量是否保持不變？學(xué)生分組討論后，派代表發(fā)言。實驗結(jié)論：通過實驗數(shù)據(jù)分析可知，在只有重力做功的情況下，重錘的動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變。理論推導(dǎo)以自由下落的物體為例，設(shè)物體質(zhì)量為$m$，開始時物體靜止，高度為$h_{1}$，速度為$v_{1}=0$，此時機械能$E_{1}=mgh_{1}$。物體下落至高度為$h_{2}$時，速度為$v_{2}$，此時機械能$E_{2}=\frac{1}{2}mv_{2}^{2}+mgh_{2}$。根據(jù)動能定理，物體下落過程中重力做的功$W_{G}=mgh_{1}mgh_{2}$，又因為$W_{G}=\DeltaE_{k}=\frac{1}{2}mv_{2}^{2}0$，即$mgh_{1}mgh_{2}=\frac{1}{2}mv_{2}^{2}$。移項可得：$mgh_{1}=\frac{1}{2}mv_{2}^{2}+mgh_{2}$，也就是$E_{1}=E_{2}$。總結(jié)：在只有重力做功的情況下，物體的機械能守恒。3.機械能守恒定律的內(nèi)容和條件（5分鐘）內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變，這就是機械能守恒定律。條件：強調(diào)只有重力或彈力做功，其他力不做功或做功的代數(shù)和為零。通過舉例說明：如物體沿光滑斜面下滑，只有重力做功，機械能守恒；若物體在粗糙斜面上下滑，摩擦力做功，機械能不守恒。

（三）課堂小結(jié)（5分鐘）1.引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括機械能的概念、機械能守恒定律的探究過程、內(nèi)容和條件。2.請學(xué)生回答：機械能守恒定律的條件是什么？如何判斷機械能是否守恒？3.教師對學(xué)生的回答進(jìn)行補充和完善，總結(jié)本節(jié)課的重點知識，強調(diào)機械能守恒定律在解決物理問題中的重要性。

（四）課堂練習(xí)（10分鐘）1.質(zhì)量為$m$的物體從高為$h$處自由下落，不計空氣阻力，當(dāng)它下落到高度為$\frac{h}{2}$時，它的機械能為（）A.$\frac{1}{2}mgh$B.$mgh$C.$\frac{3}{4}mgh$D.$\frac{1}{4}mgh$2.一個物體從光滑斜面頂端由靜止開始下滑，斜面高$h=5m$，長$L=10m$，不計空氣阻力，物體滑到斜面底端時的速度是多大？3.如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端固定在地面上，另一端與質(zhì)量為$m$的物體相連，物體靜止在光滑水平面上。現(xiàn)用水平力$F$將物體緩慢向右移動距離$x$，求在此過程中彈簧的彈性勢能增加了多少？

（五）布置作業(yè)（5分鐘）1.書面作業(yè)：教材課后習(xí)題第1、2、3題。2.拓展作業(yè)：查閱資料，了解生活中還有哪些現(xiàn)象可以用機械能守恒定律來解釋，并寫一篇簡短的報告。思考：如果一個物體在多個力作用下運動，機械能守恒的條件會有怎樣的變化？

五、教學(xué)反思通過本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生對機械能守恒定律有了較為深入的理解和掌握。在教學(xué)過程中，采用實驗探究和理論推導(dǎo)相結(jié)合的方法，讓學(xué)生親身體驗了科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、分析能力和邏輯推理能力。