机械能守恒定律优秀8篇

本文是由上传的：机械能守恒定律的理解与应用。下面是差异网的小编为您带来的8篇《机械能守恒定律》，希望可以启发、帮助到大朋友、小朋友们。

机械能守恒定律 篇一

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220 v交流电源上，电磁打点计时器要接到4 v～6 v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2 mm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2 mm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o.02 s打一次点，做自由落体运动的物体在最初0.02 s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002 m=2 mm，所以若纸带第一、二两点间的距离接近2 mm，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o点适当远些(纸带也不宜过长，其有效长度可在60 cm～80 cm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。

【例一】 在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50hz，查得当地的重力加速度g=9.80m/s2。某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时计数点对应刻度尺上的读数如图所示。图中o点是打点计时器打出的第一个点，a、b、c、d分别是每打两个点取出的计数点。根据以上数据，可知重物由o点运动到b点时：

(1)重力势能的减少量为多少？

(2)动能的增加量是多少？

(3)根据计算的数据可得出什么结论？产生误差的主要原因是什么？

课后作业：

1.在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要直接测量和间接测量的数据是重物的  (  )

a.质量     b.下落时间    c.下落高度    d.瞬时速度

2.选择纸带时，较为理想的是  (  )

a.点迹小而清晰的             b.点迹粗的

c.第一、二点距离接近2mm的   d.纸带长度较长的(40---50cm)

3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，有下列器材可供选择：

铁架台、打点计时器、复写纸、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关。其中不必要的器材是__________。缺少的器材是__________。

4.下列实验步骤中，合理的顺序是

a.把重物系在夹子上，纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系重物的夹子，让夹子靠近打点计时器。

b.把打点计时器接入学生电源交流输出端，输出电压调在6v。

c.把打点计时器固定在铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上。

d.拆下导线，整理器材。

e.接通电源，释放纸带。

f.断开电源，更换纸带。再进行两次实验。

g.在三条纸带中选取最合适的一条，再纸带上选几个点，进行数据处理。

5.在“验证机械能守恒定律”的实验中，电源频率为50hz。当地重力加速度g=9.8m/s2，测得所用重物质量是1.00kg，甲、乙、丙三同学分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第一、二两点间的距离分别是0.18cm，0.19cm和0.25cm，可以看出其中一个人在操作上有误，具体原因是______________________，选用第二条纸带，量得三个连续a、b、c到第一点的距离分别是15.55cm、19.20cm和23.23cm，当打点计时器打在b点时，重物重力势能减小量为__________________j，重物的动能是_____________________j。

6. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50hz，当地重力加速度g=9.8m/s2，测得所用重物质量是1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点计作o，另选连续的四个点a、b、c、d作为测量的点，经测量知道a、b、c、d各点到o点的距离分别是62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根据以上数据。可知重物由o点运动到c点，重力势能的减少量为_ www.haozuowen.net ______________j，动能的增加量等于__________j。（取3位有效数字）。

7.在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，对第一个计数点的要求为_______________。用__________方法可以判断满足了这个要求。实验时必须知道重锤的动能增加量应小于重力势能减少量，而在实验计算中却可能出现动能增加量大于重力势能减少量，这是由于______________。

8.在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，(1)若应用公式v=gt计算即时速度进行验证，打点计时器所接交流电的频率为50赫兹，甲、乙两条实验纸带，如图所示，应选__________纸带好。(2)若通过测量纸上某两点间距离来计算即时速度，进行验证，设已测得点2到4间距离为s1,点0到3间距离为s2，打点周期为t，为验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒、实验后，s1、s2和t应满足的关系为t=____________。

机械能守恒定律 篇二

本节教材分析

本节重点介绍机械能守恒定律的应用，要求学生知道应用机械能守恒定律解题的步骤以及用这个定律处理问题的优缺点，并会用机械能守恒定律解决简单的问题。另外，在本节中要学会据题设条件提供的具体情况， 选择不同的方法，用机械能守恒定律以及学过的动量定理、动能定理、动量守恒定律等结合解决综合问题。

教学目标

一、知识目标

1.知道应用机械能守恒定律解题的步骤。

2.明确应用机械能守恒定律分析问题的注意点。

3.理解用机械能守恒定律和动能定理、动量守恒定律综合解题的方法。

二、能力目标

1.针对具体的物理现象和问题，正确应用机械能守恒定律。

2.掌握解决力学问题的思维程序，学会解决力学综合问题的方法。

三、德育目标

1.通过解决实际问题，培养认真仔细有序的分析习惯。

2.具体问题具体分析，提高思维的客观性和准确性。

教学重点

机械能守恒定律的应用。

教学难点

判断被研究对象在经历的研究过程中机械能是否守恒，在应用时要找准始末状态的机械能。

教学方法

1.自学讨论，总结得到机械能守恒定律的解题方法和步骤；

2.通过分析典型例题，掌握用机械能守恒定律、动能定律、动量守恒定律解决力学问题。

教学用具

自制的投影片、cai课件

教学过程

出示本节课的学习目标：

1.会用机械能守恒定律解决简单的问题。

2.知道应用机械能守恒定律解题的步骤以及用该定律解题的优点。

3.会用机械能守恒定律以及与学过的动量定理、动能定理、动量守恒定律等结合解决综合问题。

学习目标完成过程：

一、导入新课

1.用投影片出示复习思考题：

①机械能守恒定律的内容是什么？

②机械能守恒定律的数学表达形式是什么？

2.学生答：

①在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变；在只有弹力做功的情形下，物体的动能和弹性势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。

②机械能守恒定律数学表达式有两种：

第一种：  －  =  －  即动能的增加量等于重力势能的减小量

第二种：  +  =  +  即半初态的机械能等于初动态的机械能。

3.引入：本节课我们来学习机械能守恒定律的应用。板书：机械能守恒定律的应用

二、新课教学

1.关于机械能守恒定律解题的方法和步骤：

(1)学生阅读本节课文的例1和例2

(2)用多媒体出示思考题

①两道例题中在解题方法上有哪些相同之处？

②例1中如果要用牛顿第二定律和运动学公式求解，该如何求解？

③你认为两种解法解例1，哪种方法简单？为什么？

(3)学生阅读结束后，解答上述思考题：

学生答：课文上的两道例题的解题方法上的相同之处有：

a:首先确定研究对象：例1中以下滑的物体作为研究对象；例2中以小球作为研究对象

b:对研究对象进行受力分析：

例1中的物体受到重力和斜面的支持力，例2中的小球受到重力和悬线的拉力

c:判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件：

例1中的物体所受的支持力与物体的运动方向垂直，不做功，物体在下滑过程中只有重力做功，所以机械能守恒。

例2中的小球所受的悬线的拉力始终垂直于小球的运动方向，不做功，小球在摆动过程中 ，只有重力做功，所以小球的机械能守恒。

d:选取零势能面，写出初态和末态的机械能，列方程解答有关物理量。

(4)在实物投影仪上展示学生所做的用牛顿运动定律和运动学公式解答例1的过程：

解：物体受重力mg和斜面对物体的支持力f支，将重力mg沿平行于斜面方向和垂直于斜面

方向分解，得物体所受的合外力。

又v

∴vt＝  ＝  m/s=4.4 m/s

(5)把上述解题过程与课本上的解题过程类比，得到应用机械能守恒定律解题，可以只考虑运动的初状态和末状态，不必考虑两个状态之间的过程的细节，所以用机械能守恒定律解题，在思路和步骤上比较简单。

(6)总结并板书运用机械能守恒定律解题的方法和步骤

①明确研究对象；

②分析研究对象在运动过程中的受力情况以及各力做功的情况，判断机械能是否守恒；

③确定运动的始末状态，选取零势能面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能；

④根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解。

2.用机械能守恒定律求解实际问题

(1)用投影片出示问题(一)：

在课本例2中选择b点所在的水平面作为参考平面，则小球运动到最低点时的速度多大？

(2)学生解答

(3)在实物投影仪上展示学生的解答过程：

解：选择b点所在的水平面作为参考平面时：小球在b点具有的重力势能  =0,动能  ＝0，机械能e1＝  +  =0

摆球到达最低点时，重力势能  ＝－mgh＝－mgl（1－cosθ）,动能  ＝  ,机械能e2＝  +  ＝  －mgl(1－cosθ)

由e2= e1=0，可得

=mg(1－cosθ)l

∴v＝

3.得到的结果与例2结果相同，说明了什么？

学生答：说明了用机械能守恒定律解题时，计算结果与参考平面的选择无关。

4用投影片出示问题(二)

①物体的质量为m，沿着光滑的轨道滑下轨道形状如图所示，与斜轨道相接的圆轨道半径为r，要使物体

沿光滑的圆轨道恰能通过最高点，物体应从离轨道最低处多高的地方由静止开始滑下？

②出示分析思考题：

a:你选什么做为研究对象？

b:对选定的研究对象而言，对它做功的力有哪几个？ 符合物体机械能守恒的条件吗？

c:物体恰能通过圆轨道最高点的条件是什么？

③师生讨论后分组得到：

a:选物体作为研究对象。

b:物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中只有重力做功，故机械能守恒。

c:物体恰好能通过最高点的条件是mg＝m

④学生书写解题过程，并在多媒体投影仪上展示解题过程：

解：物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中，只有重力做功，故机械能守恒，设物体应从离轨道最低点h高的地方开始由静止滑下，轨道的最低点处水平面为零势能面，物体在运动到圆周轨道的最高点时的速度为v，

则开始时物体的机械能为mgh，运动到圆轨道最高点时机械能为2mgr+  mv2，据机械能守恒条件有：

mgh=2mgr+  mv2

要使物体恰好通过圆轨道最高点，条件是

mg=m

联立上面两式可求出： h=2r+

5.用投影片出示问题(三)

问题：如图所示，带有光滑的半径为r的  圆弧轨道的滑块静止在光滑的水平面上，此滑块的质量为m，一只质量为m的小球由静止从a放开沿轨道下落，当小球从滑块b处水平飞出时，求下列两种情况下小球飞出的速度

a：滑块固定不动；

b:滑块可以在光滑的水平面上自由滑动。

①提出问题：

a:在本题的两问中物体和滑块运动时是否受到摩擦力的作用？

b:两问中，小球的机械能是否守恒？为什么？

c:如果不守恒，那么又该如何求解？

②学生分组讨论。

③抽查讨论结果：

学生甲：由于轨道和水平地面均光滑，所以小球和滑块在运动过程中均不受摩擦力的作用；

学生乙：在第一种情况下，小球要受到重力mg和滑块对小球的弹力的作用，且只有小球的重力做功，故小球的机械能守恒。

第二种情况下，小球下滑时，重力势能减少，同时小球和滑块的动能都增加，所以小球的机械能不守恒对于第3个问题，学生得不到正确的结果，教师可以进行讲解点拨：

在第二种情况下，小球的重力势能减小，同时小球和滑块的动能增加，据能的转化和守恒得到：小球重力势能的减小等于小球和滑块动能的增加 ，得到上述关系后，即可求解。

④用多媒体逐步展示解题过程

解：a:当滑块固定不动时，小球自滑块上的a点开始下滑的过程中，小球要受到重力mg和滑块对小球的弹力的作用，而做功的只有小球的重力，故小球的机械能守恒，设小球从b飞出时的水平速度为v,以过b处的水平面为零势能面，则小球在a、b两处的机械能分别为mgr和  .据机械能守恒定律有：mgr＝  可得到，  .

b:据机械能守恒定律可知：小球重力势能的减少等于小球和滑块动能的增加，即mgr=  +

又因为小球和滑块构成的系统在水平方向上合外力为零，故系统在水平方向上动量也守恒，以小球飞出时速度v1的方向为正方向：

据动量守恒定律有：mv1－mv2＝0

解上面两式得出：v1＝      即：此时小球飞出的速度大小为

⑤师问：同学们，本题中的第1问还有其他求解方法吗？

学生充分讨论后，抽查解答。

学生答：还可以用动能定理求解：

小球从a到b下滑的过程中，小球的重力做的功mgr也就是小球的合外力的功(轨道对小球的弹力不做功)，因而利用动能定理也可以建立方程：mgr=  －0，解出v=  .

⑥教师总结：能用机械能守恒定律解的题一般都能用动能定理解决。而且省去了确定是否守恒和选定零势能面的麻烦，反过来，能用动能定理来解决的题却不一定都能用机械能守恒定律来解决，在这个意义上讲，动能定理比机械能守恒定律应用更广泛更普遍。

三、巩固练习

1.如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球从离桌面高h处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为

a.mgh　　b.mgh　　c.mg(h+h)　　d.mg(h-h)

2.一根长为l的均匀绳索一部分放在光滑水平面上，长为   l1的另一部分自然垂在桌面下，如图所示，开始时绳索静止，释放后绳索将沿桌面滑下，求绳索刚滑离桌面时的速度

大小。

参考答案：

1.b 2.v＝

四、小结

通过本节课的学习，我们知道了：

1.应用机械能守恒定律解题的基本步骤：

①根据题意，选取研究对象(物体或相互作用的物体系)；

②分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件；

③若符合定律成立的条件，先要选取合适的零势能的参考平面，确定研究对象在运动过程的初、末状态的机械能值；

④据机械能守恒定律列方程，并代入数值求解。

2.在只有重力和弹力做功的条件下，可应用机械能守恒定律解题，也可以用动能定理解题，这两者并不矛盾，前者往往不分析过程的细节而使解答过程显得简捷，但后者的应用更具普遍性。

五、作业

1.课本 p150 练习六③④⑤

2.思考题

(1)物体在平衡力作用下运动

a.机械能一定不变

b.如果物体的势能有变化，则机械能一定有变化

c.如果物体的动能不变，则势能一定变化

d.如果物体的势能有变化，机械能不一定有变化

(2)一个人站在高h处，抛出一个质量为m的物体，物体落地时的速度为v,人对物体做的功为

a.mgh        b.mgh+  mv2    c.       d.

(3)以10 m/s的速度将质量是m的物体竖直向上抛出，若空气阻力忽略，g=10 m/s2，则①物体上升的最大高度是多少？

②上升到何处时重力势能和动能相等。

(4)如图所示：小球a用不可伸长的轻绳悬于o点，在o点的正下方有一固定的钉子b,ob=d,初始时小球a(与o同水平面)无初速释放，绳长为l，为使球能绕b点做圆周运动，试求d的取值范围。

(5)如图所示，a、b是两个质量相同的物体，用轻绳跨过定滑轮相连，先用手托住b，此时a、b的高度差为h，使b无初速释放，斜面倾角为θ，一切摩擦均不计，试求a、b运动到同一水平面上时速率是多少？

(6)如图所示，有一质量为m的静止小车，在光滑水平轨道上，小车的光滑水平面与光滑圆周导轨相切，导轨半径为r，其所在的竖直平面与小车将发生的运动平行，一质量为m的小球以某一水平速度v0进入圆周轨

道，当小球通过圆周导轨的最高点时，小球对导轨刚好没有压力，求小球进入小车时的速度v0.

参考答案：

(1)b(2)d(3)①5m②2.5m(4)  l≤d＜l

(5)v＝      (6)v0=

六、板书设计

机械能守恒定律 篇三

本节课时物理规律的教学，新教学大纲指出：要重视物理概念的和规律的教学，同时还要加`强能力的培养。因此这节课不仅要让学生掌握规律，还要引导学生积极主动地学习，培养他们独立思考的习惯和能力。但也要注意防止把方法和能力当成新的知识向学生灌输。

一、说教材

1、教材的地位、作用和特点

从前后联系来看，这节课的内容有利于学生对功能关系的进一步认识；在理论推导的过程中，有利于强化学生对动能订立的理解；从思维方式上分析，有利于学生建立守恒的观念，为今后学习动量守恒、电荷守恒等守恒定律打下基础，起到了承上启下的作用。

教材这样的安排，较好的体现了理论与实践的统一，使学生明白，物理规律不仅可以直接由实验得到，也可以用已知规律从理论上导出。

2、教学目的

知识目标：理解机械能守恒定律的内容，在具体问题中能判断机械能守恒的条件。

能力目标：初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，并能将所学知识应用于实际情境中。

在归纳机械能守恒定律的使用条件时，培养学生独立思考的能力，归纳总结的能力以及口头表达能力。

情感目标：激发学生学习兴趣，培养学生自信心以及严谨认真的`科学态度。

3、教学重点

通过严密的理论推导使学生获得必要的理性认识，正确理机械能守恒定律的内容以及定律是否成立的判定条件。

4、教学难点

学生抽象思维尚处于起步阶段，对功、能等物理量理解不够深刻，要从功能转化关系理解机械能守恒的条件有一定难度。

二、说教法

本节主要采用讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。通过师生一起探索得出物理规律及适用条件，充分调动学生积极性，充分体现“教师主导、学生主体”的教学原则。

三、说方法

1、为适应高一学生的认识和思维发展水平，根据新课内容要求，创设“自由落体、平抛、沿斜面下滑”三个物理情境作为铺垫，由易到难，引导学生进行实践—认识—再实践—再认识，完成认识上的飞跃。

2、通过设疑，启发学生思考

在归纳机械能守恒定律的使用条件时，引导学生进行讨论，鼓励学生提出自己的观点，并能加以评价，培养学生的学习兴趣以及对物理学习的自信心。

四、教学程序

分为引入、新课、联系巩固、作业四个步骤。

以生活中常见情境为例，让学生分析动能、势能的相互转化，提出机械能如何变化的问题，顺势引入新课；

创设三个不同情境（同前），让学生用所学知识进行分析，在师生共同探讨下得出机械能守恒定律的内容。

以三个情境为例，让学生自由讨论定律成立的条件，教师进行适当引导，最后共同得到适用条件。

然后通过适当的课堂练习让学生对新学知识进行巩固和加深理解。

五、研究性课题的提出

通过以下实例让学生课后去进行探讨

让A球拉到相同高度，分析A到达右侧所能到达的高度。

高中物理《机械能守恒定律》教案 篇四

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 篇五

1.在“验证机械能 守恒定律”的实验中，需要特别注意的 有（  ）。

a.称出重 物的质量

b.手提纸 带，先接通电源再 释放纸带让重物落下

c.可不考虑前面较密集的点，选取某个清晰的点作为起始运动点处理纸带，验证mgh＝mv2/2是否成立

d.必须选取第1、2两点间距离为2 mm的纸带，才能从第1点起处理纸带，验证mgh＝mv2/2是否成立

2.在本节实验中，根据 纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以v2/2为纵轴，以h为横轴，画出的图象应是下图所示中的哪个（  ）。

3.在利用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中：

（1）打点计时器所用交流电的频率为50 hz，实验得到的甲、乙两条纸带如图所示，应选______纸带好。

（2）若通过测量纸带上某两点间的距离来计算某时刻的瞬时速度，进而验证机械能守恒定律，现测得2、4两点间的距离为x1,0、3两点间的距离为x2，打点周期为t，为了验证0、3两点间的机械能守恒，则x1、x2和t应满足的关系是______。

4.（•浙 江温州高三模拟）“验证机械能守恒 定律”的 实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行。

（1）比较这两 种方案，______（填“甲”或“乙”）方案好些。

甲

自由落体实验

验证机械能守恒定 律

乙

斜面小车实验

验证机械能守恒定律

（2）如图是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知相邻两个计数点之间的时间间隔t＝0.1 s。物体运动的加速度a＝____________；该纸带是采用______（填“甲”或“乙”）实验方案得到的。

5.如图所示，两个质量分别为m1和m2的小物块a和b分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1>m2。现要利用此装置验证机械能守恒定律。

（1）若选定物块a从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有______。（在横线上填入选项前的编号）

①物块的质量m1、m2；

②物块a下落的距离及下落这段距离所用的时间；

③物块b上升的距离及上升这段距离所用的时间；

④绳子的长度。

（2）为提高实验结 果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：

①绳的质量要轻；

②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；

③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；

④两个物块的质量之差要尽可能小。

以上建议中确实对提高准确程度有作用的是______。（在横线上填入选项前的编号）

（3）写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：________________。

答案与解析

1. 答案 ：b

2. 答案：c

3. 答案：（1）甲 （2）

解析：（1）由于题图甲中0、 1两点间的距离（1.9 mm）接近2 mm，故选甲纸带好。

（2）打点3时的瞬时速度 ，物体下落的高度为x2，

根据 得：

。

4. 答案：（1）甲 （2）4.8 m/s2 乙

解析：甲方法操作简单，误差小。

5. 答案：（1）① ②（或①③） （2）①③ （3）例如：“对同一高度进行多次测量取平均值”；“选取受力后相对伸长尽量小的绳”等等。

解析：a和b在运动过程中，速度大小始终相等，需要验证的式子为

即

因此，必须测出m1、m2、h并利用v＝at求得速度，其中由于m1g－t＝m1a，t－mg＝m2a，所以 。

机械能守恒定律 篇六

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0.02s打一次点，做自由落体运动的物体在最初0.02s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002m=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 篇七

教学要求：     1、会正确推导自由落体运动过程中的机械能守恒定律。     2、正确理解机械能定律的含义及适用条件。3、分析生活实际中的事例进一步理解机械能守恒定律的含义及适用条件。教学重点：使学生掌握物体系统机械能守恒定律的条件，能够正确分析物体系统所具有的机械能。教学难点：正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。教学方法：    以学生自学为主，教师辅助讲解。教具准备：    铁架台、细线、小球、直木尺（1m左右）教学时间：    一课时教学过程：复习提问：1、重力势能公式，单位。    2、重力做功和势能变化的关系。    3、重力做功的特点。引入：在初中我们已学过，重力势能和动能之间可以相互转化，如物体自由下落或竖直向上抛出时，前者下落过程中高度不断减小，重力势能减小，速度增加，动能增大，是一个重力势能向动能转化的过程；后者在上升过程中高度不断增大，重力势能增加，速度减小，动能减小，是一个动能向重力势能转化的过程。既然重力势能和动能间可以相互转化，那么“转化”过程中的动能和重力势能之和即机械能变不便呢？这就是我们这节课要学习的内容——机械能守恒定律。    1、机械能守恒定律的推导（请学生自己推导）问题：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，不考虑空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化                                    v1    分析：根据动能定理，有    wg=1/2mv12－1/2mv22                              v2     下落过程中重力对物体做功，重力做功在       h1    数值上等于物体重力势能的变化量                      h2    取地面为参考平面，有    wg=mgh1－mgh2    所以有mgh1－mgh2=1/2mv12－1/2mv22    移项有mgh1+1/2mv12=mgh2+1/2mv22    即：ep1+ek1=ep2+ek2可见：在下落过程中，物体重力势能转化为势能，此过程中物体的机械能总量保持不变。    2、机械能守恒定律在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。这个结论叫做机械能守恒定律。    几点说明：   （1）机械能守恒定律的前提条件    a、物体只受重力或者只受弹力b、物体除受重力或者只受弹力外，还受其他力的作用，但其他力不做功。（2）机械能守恒定律是从自由落体推导的，但是无论物体做直线运动还是曲线运动，以上结论都成立。（3）定律涉及的始末状态的动能、势能应取同一参考系和同一参考平面。    3、弹簧和物体组成系统的机械能    以弹簧为例，弹性势能和动能也可相互转化。如果只有弹簧的弹力做功，则在弹性势能和动能的转化过程中，机械能守恒。    思考：课本 “思考与讨论”            课堂练习：课本1、2

机械能守恒定律 篇八

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。

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