2024-2025学年新教材高中物理 第八章 机械能守恒定律 4 机械能守恒定律（1）教学实录 新人教版必修2

2024-2025学年新教材高中物理第八章机械能守恒定律4机械能守恒定律（1）教学实录新人教版必修2主备人备课成员教学内容2024-2025学年新教材高中物理第八章机械能守恒定律4节“机械能守恒定律（1）”的教学内容，主要包括以下知识点：机械能守恒定律的表述、机械能守恒的条件、机械能守恒定律的应用。具体内容包括：机械能守恒定律的推导过程、机械能守恒定律的数学表达式、机械能守恒定律的应用实例。核心素养目标1.培养学生运用物理规律分析实际问题的能力，理解机械能守恒定律在物理现象中的应用。

2.培养学生通过实验探究和数学建模，验证机械能守恒定律的过程。

3.增强学生的科学思维能力，提高对物理规律本质的理解和运用能力。教学难点与重点1.教学重点

-理解机械能守恒定律的表述和条件：重点在于使学生掌握机械能守恒定律的定义，即在没有非保守力做功的情况下，系统的机械能（动能和势能之和）保持不变。

-掌握机械能守恒定律的数学表达式：强调学生能够正确写出机械能守恒的方程，并理解其物理意义。

-应用机械能守恒定律解决实际问题：通过具体实例，如自由落体运动、弹簧振子等，让学生学会如何运用机械能守恒定律分析问题。

2.教学难点

-理解机械能守恒的条件：难点在于学生需要理解非保守力（如摩擦力、空气阻力等）对机械能守恒的影响，以及如何识别和排除这些力。

-推导机械能守恒定律：难点在于学生需要理解动能和势能的转换过程，以及如何从能量转换的角度推导出机械能守恒定律。

-应用机械能守恒定律解决复杂问题：难点在于学生需要处理涉及多个能量形式的复杂问题，如同时存在重力势能、弹性势能和动能的情况，以及如何正确选择参考点和能量形式。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源-软硬件资源：计算机、投影仪、实物教具（如弹簧振子模型、自由落体实验装置等）

-课程平台：学校教学网络平台、物理教学资源库

-信息化资源：多媒体课件、动画模拟软件（如PhETInteractiveSimulations）

-教学手段：课堂讲解、小组讨论、实验演示、问题解答教学过程一、导入新课

同学们，今天我们来学习第八章机械能守恒定律中的第一部分。首先，请大家回顾一下我们已经学过的动能和势能的概念，以及它们之间的关系。现在，我将提出一个问题：在一个封闭系统中，如果没有外力做功，系统的机械能是否会发生变化？

二、新课讲授

1.机械能守恒定律的表述

-我会首先给出机械能守恒定律的表述：“在没有非保守力做功的情况下，系统的机械能（动能和势能之和）保持不变。”

-接下来，我会解释这个表述的含义，并通过简单的例子让学生理解，比如一个物体在水平面上滑行，没有摩擦力的情况下，它的机械能是恒定的。

2.机械能守恒的条件

-我会强调机械能守恒的条件，即系统内部只有保守力（如重力、弹力）做功，没有非保守力（如摩擦力、空气阻力）参与。

-通过具体例子，如自由落体运动，我会让学生看到在没有空气阻力的情况下，物体的机械能是如何守恒的。

3.机械能守恒定律的数学表达式

-我会展示机械能守恒的数学表达式，并解释每个符号的意义。

-我会通过一个简单的例子，如一个物体从高处自由落下，来展示如何使用这个表达式来计算物体的动能和势能。

4.机械能守恒定律的应用

-我会给出几个应用实例，如弹簧振子、抛体运动等，让学生看到如何在实际问题中应用机械能守恒定律。

-我会引导学生分析这些实例中的能量转换过程，并解释如何应用机械能守恒定律来解决问题。

三、课堂活动

1.小组讨论

-我会让学生分成小组，讨论如何应用机械能守恒定律来解决一个具体的物理问题。

-每个小组需要选择一个代表来向全班汇报他们的讨论结果。

2.实验演示

-我会演示一个实验，比如使用一个弹簧振子，来展示机械能守恒定律在实际中的表现。

-学生需要观察实验现象，并尝试解释实验结果。

四、课堂小结

1.我会回顾本节课的主要内容，强调机械能守恒定律的重要性。

2.我会总结学生在课堂活动中的表现，并指出他们的优点和需要改进的地方。

五、作业布置

1.我会布置一些练习题，让学生巩固对机械能守恒定律的理解。

2.我会要求学生完成一个实验报告，描述他们观察到的实验现象，并解释这些现象与机械能守恒定律的关系。教学资源拓展1.拓展资源：

-动能和势能的转换：介绍不同形式的势能（如重力势能、弹性势能）及其转换过程，以及它们如何影响机械能的守恒。

-机械能守恒定律的历史背景：简要介绍机械能守恒定律的发展历程，包括伽利略、牛顿等物理学家的贡献。

-机械能守恒定律在其他领域的应用：探讨机械能守恒定律在工程、航天、生物力学等领域的应用实例。

-不同的能量守恒定律：比较机械能守恒定律与其他能量守恒定律（如热力学第一定律）的区别和联系。

2.拓展建议：

-学生可以通过阅读相关的科普书籍或学术论文，深入了解机械能守恒定律的历史和理论背景。

-鼓励学生参与物理实验，通过实际操作来观察和验证机械能守恒定律。

-学生可以尝试设计自己的实验，探究不同条件下机械能守恒定律的应用。

-利用网络资源，如教育视频、在线课程等，进一步学习机械能守恒定律的数学推导和应用。

-通过小组合作，学生可以共同完成一个关于机械能守恒定律的科普报告或演示，加深对知识点的理解。

-阅读物理学史相关资料，了解著名物理学家的研究方法和思维过程，激发学生对物理学的兴趣。

-参加物理竞赛或科学展览，与同行交流学习心得，拓宽视野。

-通过解决实际问题，如设计一个简单的机械装置，让学生将机械能守恒定律应用于实际生活中。

-学生可以尝试将机械能守恒定律与其他物理定律结合，如牛顿运动定律，来分析更复杂的物理现象。课后作业1.习题一：

**题目**：一个物体从高度h处自由落下，不考虑空气阻力。求物体落地时速度的大小。

**答案**：物体落地时的速度v可以通过以下公式计算：

\[v=\sqrt{2gh}\]

其中，g是重力加速度，通常取值为9.8m/s²。

2.习题二：

**题目**：一个质量为m的物体沿着光滑的斜面下滑，斜面高度为h。求物体到达斜面底部时的动能。

**答案**：由于斜面光滑，没有非保守力做功，因此机械能守恒。物体下滑过程中，重力势能转化为动能，所以动能E_k等于重力势能E_p：

\[E_k=E_p=mgh\]

3.习题三：

**题目**：一个弹簧振子的质量为m，弹簧劲度系数为k。振子的最大位移为A，求振子的最大速度。

**答案**：在弹簧振子的振动过程中，机械能守恒。在最大位移处，所有机械能转化为势能，所以势能E_p等于：

\[E_p=\frac{1}{2}kA^2\]

在最大速度处，所有机械能转化为动能，所以动能E_k等于：

\[E_k=\frac{1}{2}mv^2\]

由于机械能守恒，E_p=E_k，因此：

\[\frac{1}{2}kA^2=\frac{1}{2}mv^2\]

解得最大速度v：

\[v=\sqrt{\frac{kA^2}{m}}\]

4.习题四：

**题目**：一个质量为m的物体从高度h处沿水平面滑行，忽略空气阻力。当物体滑行距离s时，其速度为v。求物体初始时的动能。

**答案**：由于水平面光滑，没有非保守力做功，机械能守恒。物体下滑过程中，重力势能转化为动能，所以初始动能E_k等于：

\[E_k=mgh\]

当物体滑行距离s时，由于没有高度变化，重力势能不变，动能等于：

\[E_k=\frac{1}{2}mv^2\]

因此，初始动能E_k为：

\[E_k=\frac{1}{2}mv^2=mgh\]

5.习题五：

**题目**：一个物体从高度h处沿斜面滑下，斜面与水平面的夹角为θ。求物体到达斜面底部时的速度。

**答案**：由于斜面光滑，没有非保守力做功，机械能守恒。物体下滑过程中，重力势能转化为动能，所以动能E_k等于重力势能E_p：

\[E_k=E_p=mgh\sin\theta\]

其中，h是物体下滑的高度，可以通过三角函数计算得到：

\[h=\frac{L}{\sin\theta}\]

其中，L是物体沿斜面滑行的距离。因此，物体到达斜面底部时的速度v为：

\[v=\sqrt{2gh\sin\theta}=\sqrt{\frac{2mgh\sin\theta}{m}}=\sqrt{2gh\sin\theta}\]教学反思教学反思

今天这节课，我们学习了机械能守恒定律，这是物理学中一个非常重要的概念。在回顾和总结这节课的教学过程时，我想从以下几个方面进行反思。

首先，我觉得在导入环节，我通过提出一个实际问题，即在没有外力做功的情况下，系统的机械能是否会发生变化，激发了学生的好奇心和求知欲。从学生的反应来看，这个导入是比较成功的，他们对于这个问题表现出了一定的兴趣，这为接下来的课程内容奠定了良好的基础。

然而，我也注意到，在讲解机械能守恒定律的表述时，有些学生对于“没有非保守力做功”这个条件理解起来有些困难。我意识到，可能需要更直观的例子来帮助学生理解这个概念。例如，我可以在课堂上展示一个没有摩擦力的滑板实验，让学生直观地看到在没有非保守力作用下，物体的机械能是如何保持不变的。

在讲解机械能守恒定律的数学表达式时，我发现学生对于动能和势能的转换过程理解得比较快，但在应用到具体问题时，他们往往会遇到困难。这可能是因为他们在处理复杂问题时，缺乏对能量形式的识别和转换能力。为了解决这个问题，我计划在接下来的课程中，通过更多的实例和练习，帮助学生提高这方面的能力。

课堂活动部分，我安排了小组讨论和实验演示，目的是让学生通过合作学习和实际操作来加深对机械能守恒定律的理解。从学生的参与情况来看，他们对于小组讨论表现出了一定的热情，但在实验演示环节，我发现有些学生对于实验现象的观察和分析不够细致。这可能是因为他们在实验前的准备不够充分，或者对实验原理的理解不够深入。因此，我需要在未来的教学中，更加注重实验前的准备工作，确保学生能够充分理解实验目的和原理。

在课堂小结时，我尝试回顾本节课的主要内容，并强调机械能守恒定律的重要性。然而，我也注意到，有些学生对于课堂小结的内容反应并不热烈，这可能是因为他们对这些内容的理解还不够深刻。为了提高课堂小结的效果，我计划在未来的教学中，采用更加互动的方式，如提问、讨论等，让学生在参与中巩固知识点。

最后，对于课后作业的设计，我尝试了多种题型，包括计算题、应用题等。从学生的作业完成情况来看，他们对基础的计算题掌握得较好，但在应用题方面，有些学生仍然存在困难。这提示我，在未来的教学中，需要更加注重对学生应用能力的培养，通过设计更具挑战性的题目，让学生在实践中提高解决问题的能力。内容逻辑关系①本文重点知识点：

-机械能守恒定律的定义

-机械能守恒的条件

-机械能守恒的数学表达式

-机械能守恒定律的应用实例

②重点词句：

-“在没有非保守力做功的情况下”