導語：如何才能寫好一篇機械能守恒定律的應用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

首先我們先對機械能的概念做一下介紹，物體的機械能是指物體的動能和勢能的總和。這是機械能的定義，在具體計算時，學生通常把不同狀態下的動能和勢能加在一起，這是概念不清。動能、勢能和機械能都是狀態量，同一物體不同狀態下，這三個量是會變化的，所以要分別運算；同樣即使是同一物體，狀態不同，動能和勢能是不能相加而等于物體的機械能。

機械能守恒定律的內容是：在只有重力或彈力做功的情況下，物體的動能和重力勢能（或彈性勢能）發生相互轉化，機械能的總量保持不變。機械能守恒定律的公式：

機械能守恒定律能解決的問題（1）與物置變化有關的運動問題如：自由落體運動，拋體運動，物體在光滑斜面上的自由滑動等等。（2）求解動能、勢能或只與物體速度和高度有關的問題。

每個物理定理和定律都會有它特定的應用條件，機械能守恒定律應用時也需要一定的條件：首先研究對象一般為一個物體（或一個系統即一個整體），同時這個物體只受重力（彈力）；或者除重力（彈力）外其它的合力為零。

由于機械能守恒定律中涉及物體的兩種狀態和物體兩種位置，初學者在應用時不容易掌握而且容易混淆。我們通過實例來具體分析一下：

（1）自由落體過程物體機械能守恒。如圖-1質量為 m的物體，從高處自由下落。當它位于最高點（位置A時），高度是h1，速度v1=0.因此Ek1=0，Ep1=mgh1，物體的總機械能為：E1=Ek1+Ep1=mgh1

當物體下落到位置B時，它的高度是h2，這時它的速度

所以物體的總機械能為

（2） 拋體運動過程中，物體的機械能守恒。無論物體做的是平拋、斜拋、豎直上拋或豎直上拋等等，只要是忽略空氣阻力的拋體運動，由于物體在空中只受重力，只有位置的高低變化，所以只有重力在做功，物體在整個的運動過程中機械能不變，只有重力勢能和動能之間進行相應的轉化，但總的機械能保持不變。

例：一石子從離地面20m高處，以15m/s的速率水平拋出，則石子落地時的速率是多少？

分析：設石子質量為m，由于石子在拋出到落地之前，忽略空氣阻力，只受重力作用，只有重力對石子做功，所以石子在下落的整個過程中機械能是守恒的。題中明確了兩個位置的狀態，一個事拋出點，已知距地面高度，可知重力勢能；知道速率，可知此時的動能；另一個位置是落地點，知道在地面上，因此重力勢能為零，求速率，可以用動能表示。所以可以用兩個位置的機械能相等求解。

解：設石子的質量為m，地面為零勢能面，對石子在拋出點和落地點列出機械能相等，得

再有與我們實際生活中相關的實例，如：山崖炮臺上的大炮，以某一角度發射炮彈，炮彈出膛的速度為200m/s，結果正中海平面的高度為205m，不計空氣阻力。求炮彈擊中敵艦時的速度是多少？（g=10m/s2）

分析：本題中炮彈發射后做拋體運動，整個過程機械能守恒。要求炮彈擊中敵艦時的速度，正好與動能有關，而且題中有兩個位置：炮彈出膛時和炮彈擊中敵艦時，所以應用機械能守恒定律解題很方便。

解：研究炮彈運動過程，設海平面為零勢能面，應用機械能守恒定律，得

（3） 圓周運動過程中機械能守恒。由于圓周運動在過程中，物體只受重力和拉力，拉力和物體的速度方向始終垂直，因此拉力不做功；物置有高低的變化，重力做功；即在圓周運動過程中（忽略阻力）只有重力做功，所以物體的機械能守恒。因此遇到圓周運動問題我們可以首先想到應用機械能守恒定律來解題，這樣非常的簡便。

例如：如圖-2所示質量為m的小球用細繩拉著，繩長0.5m（忽略小球的半徑），從A點靜止釋放，當它落到最低點B時的速率為多少？（g=10m/s2）

分析：研究質量為m 的小球，小球從A點擺動到B點做圓周運動，小球受重力和拉力，拉力不做功，只有重力做功，所以機械能守恒。

解：研究小球從A 運動到B的過程，小球的機械能守恒。設B點為零勢能面，列出A點和B點機械能相等，得

（4） 在光滑斜面和光滑曲面上自由滑動的物體機械能守恒。 因為在光滑斜面和光滑曲面上自由滑動的物體 ，運動過程中的每個位置都只受兩個力：重力和支持力 。支持力時刻與速度方向垂直，即支持力與位移垂直，支持力不做功；那么只有重力做功，則物體的機械能守恒。 例如 ： 如圖-3物體從1m高、3m長的光滑斜面頂端由靜止開始無摩擦地滑下，到達斜面底端時的速度多大？（g=10m/s2）

分析：斜面光滑即沒有摩擦力，斜面的支持力與斜面垂直不做功，只有物體的重力做功，物體在下滑過程中機械能是守恒的。

篇2

一、系統機械能守恒問題

由于在以前做的習題大多是一個物體的機械能守恒，因此在遇到系統機械能守恒時，學生往往容易犯經驗主義錯誤，考慮不到系統的機械能守恒，還是當作個體的機械能守恒來處理。

例1：如圖所示，斜面置于光滑的水平面上，其光滑斜面上有一物體由靜止開始下滑，在物體下滑的過程中，下列說法正確的是（）。

A.物體的重力勢能減小，動能增加

B.物體的機械能不變

C.斜面對物體的支持力垂直于支持面，不對物體做功

D.物體和斜面組成的系統機械能守恒

因為學生熟悉的是斜面固定不動的情況：當斜面固定不動，物塊沿斜面運動時，支持力F與物塊位移方向垂直，不做功，此時對于物體來說只有重力做功，物體的機械能守恒。有的學生照搬以前的經驗，而不加以分析，本題就易選成（A、B、C），其實當斜面不固定時，在物塊沿斜面下滑的同時，斜面體也要向后退，此時斜面對物體的支持力雖然垂直于支持面，但它要做功，物體的機械能一部分要轉化為斜面的機械能，此時應當是斜面和物體這個系統的機械能守恒，故答案應當為（A、D）。

再如右圖，一固定的楔形木塊，頂上有一定滑輪，一柔軟的細線跨過定滑輪，兩端分別與物塊A和B連結，A的質量大于B的質量，讓A沿斜面下滑而B上升，物塊A與斜面間、繩與滑輪間的摩擦都不計。在A、B運動過程中，除重力對A、B做功外，細線的拉力對A、B均做功，所以對A、B個體而言機械能都不守恒，但拉力做功的代數和為零，所以A、B及細線組成的系統機械能守恒。

例2：如圖所示，一輕彈簧固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速釋放，讓它自由下擺，不計空氣阻力，在重物由A點擺向最低點的過程中（）。

A.重物的重力勢能減小B.重物的機械能不變

C.重物的機械能減小D.重物和彈簧系統的機械能不變

學生以前做過物體在細線的拉力作用下在豎直平面作圓周運動的習題，由于此時只有重力做功，所以物體的機械能守恒。而在本題的情境中，對重物重力做正功，重力勢能減小；但同時彈力做負功，重物的機械能也要減小。從能量的轉化角度講，物體機械能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量，所以重物的機械能不守恒，以重物和彈簧組成的系統機械能守恒。

由上可見，在我們遇到題目中出現了兩個或兩個以上的物體組成的系統，或者是出現了彈簧時，就要思考是個體的機械能守恒還是系統的機械能守恒，而不能直接從以前的經驗出發，犯不該犯的錯誤。

二、系統機械能不守恒問題

一般情況下物體的碰撞或繩子的突然拉伸等，都會使一部分機械能轉化為內能，此時機械能必定不守恒，而學生做題時總容易將這一點忽略，從而造成錯誤。

例3：一長為l的細繩固定在O點，O點離地的高度大于l，另一端系一質量為m的小球。開始時，繩與水平方向夾角為30°，如圖所示，求小球由靜止釋放后運動到最低點C點時的速度。

分析：本題易犯的錯誤是認為小球運動的整個過程中機械能守恒，從而得到：

mgh=mv，

代入數據可得v=。

其實，小球的運動可分為兩部分，如圖所示，小球從A點由靜止釋放后，先是做自由落體運動，到繩在水平線下方30°的B點時，繩才伸直開始做圓周運動。在B點小球在繩的拉力作用下速度的方向由豎直向下改變為沿切線方向，小球沿繩方向的分速度變為零，小球的一部分機械能轉化為繩子的內能。因此在整個運動過程中，小球的機械能并不守恒。

正確的解法應為：A到B的過程中機械能守恒，可得：

mgh=mv帶入數據：v=，

在B點由于繩子的拉力作用，小球的速度只有切向分速度v=vcos30°=，

在B到C的過程中只有重力做功，機械能守恒，有：

Mgh+mv=mv得：v=。

例4：如下圖所示，光滑水平面上有A、B兩輛小車，C球用0.5m長的細線懸掛在A車的支架上，已知m=m=1kg，m=0.5kg。開始時B車靜止，A車以v=4m/s的速度駛向B車并與其正碰后粘在一起，若碰撞時間極短且不計空氣阻力，g取10m/s，求C球擺起的最大高度。

本題易犯的錯誤是考慮不到AB碰撞是完全非彈性碰撞，系統的機械能不守恒，從而得到：

A、B、C組成的系統在整個過程中動量守恒，有

（m+m）v=（m+m+m）v，

再由能量守恒定律，系統的機械能轉化為內能，可得：

mgh=（m+m）v-（m+m+m）v代入數據得h=0.96m，

要考慮到AB碰撞的機械能損耗，正確的解法是：

由于A、B碰撞時間極短，C球尚未開始擺動，AB組成的系統動量守恒，有mv=（m+m）v，

由能量守恒定律，系統有部分機械能轉化為內能，即

E=mv-（m+m）v，

對A、B、C組成的系統，圖示狀態為初始狀態；C球擺起到最大高度時，A、B、C有共同速度v，該狀態為終了狀態，整個過程系統動量守恒，有

（m+m）v=（m+m+m）v，

系統能量守恒，有

E+mgh=（m+m）v-（m+m+m）v。

由上述方程分別求出A、B剛粘合在一起的速度v=2m/s，E=4J，系統最后的共同速度v=2.4m/s，最后求得小球C擺起的最大高度h=0.16m。

通過這兩道例題可以發現，學生之所以犯錯是因為忽略了繩子忽然伸長或是碰撞而消耗的機械能，如果在解題時注意到這一點就不會犯這樣的錯誤。

篇3

物理課程是工科各專業的一門專業基礎課。通過本課程的學習，學生在掌握基本物理規律的基礎上，熟悉物理知識在實際生產生活中的應用，了解物理知識在后續專業課程的作用。在蘇州大學出版社出版的五年制高等職業《物理》（第一冊）中，第5章第五節“機械能守恒定律”的探究建立在前面所學知識的基礎上，而機械能守恒定律又是普遍的能量守恒定律的一種特殊情況。教材通過多個具體實例，說明勢能和動能，先猜測動能和勢能的相互轉化的關系，引出對機械能守恒定律及守恒條件的探究，由定性分析到定量計算，逐步深入，最后得出結論，并通過應用使學生領會定律在解決實際問題時的優越性。

2 學生分析

學生在初中已經了解動能和勢能的概念，動能和勢能可以相互轉化。通過本章前面幾節的學習，學生加深對動能和勢能的概念理解，知道重力做功與重力勢能的關系，并會運用動能定理解決簡單的問題。但中職學生物理水平普遍不高，學習物理的能力不強，本設計力圖通過生活實例和物理實驗，展示相關情景，激發學生的求知欲，引出對機械能守恒定律的探究，體現從“生活走向物理”的理念，通過建立物理模型，由淺入深進行探究，讓學生領會科學的研究方法，并通過規律應用鞏固知識，體會物理規律對生活實踐的作用。

3 教學目標

3.1 知識與技能

1）通過演示實驗，讓學生知道物體的動能和勢能可以相互轉化。2）通過對物體做自由落體的例子分析、推導，得出物體做自由落體的機械能守恒；并理解機械能守恒定律的內容，知道它的含義和適用條件。3）在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。

3.2 過程與方法

1）通過學習機械能守恒定律的推導過程，學會研究物理的科學方法。2）通過對機械能守恒定律的理解，學會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒；學會運用能量轉化和守恒來解釋物理現象及分析問題的方法。

3.3 情感、態度與價值觀

1）通過實驗及物理現象增加學生對物理知識規律的求知熱情；2）通過能量守恒的教學，使學生樹立科學觀點，理解和運用自然規律，并用來解決實際問題。

4 教學重點

1）掌握機械能守恒定律的推導、建立過程，理解機械能守恒定律的內容；2）在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數學表達式。

5 教學難點

1）從能的轉化和功能關系出發理解機械能守恒的條件；2）能正確判斷研究對象在所經歷的過程中機械能是否守恒，能正確分析物體所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能。

6 教學方法

演繹推導法、分析歸納法、討論法。

7 教具

滾擺（或溜溜球）、鐵球、圓形軌道（過山車模型）、細線、鋼球、投影片、彈簧振子。

8 教學過程

8.1 復習提問，導入新課

1）教師提問。本章我們已經學習了哪幾種形式的能？動能定理的內容和表達式是什么？物體重力做的功與重力勢能的變化之間有什么關系？

2）學生回答。本章我們已經學習了動能、重力勢能、彈性勢能。動能定理的內容：合力對物體所做的功，等于物體動能的改變量。表達式：W合=EK1-EK2。物體重力做的功與重力勢能的變化之間的關系：物體重力做的功等于重力勢能的減少量。

3）教師總結。動能定理中物體動能的改變量是物體的末動能減去初動能，定理的表達式：W合=EK1-EK2。物體重力做的功與重力勢能的變化之間的關系中的重力勢能的減少量是初位置的重力勢能減去末位置的重力勢能，關系表達式：WG=EP1-EP2。動能、重力勢能、彈性勢能統稱為機械能，本節課我們就來研究有關機械能的問題。提出課題：機械能守恒定律。

8.2 進行新課

1）舉例分析機械能之間的相互轉化。

演示實驗1：滾擺

演示實驗2：過山車模型（鐵球從圓形軌道某一高度滾下）

引導學生分析得出：通過重力做功，物體的動能和重力勢能之間可以相互轉化。

展示圖片“撐桿跳高”“拉弓射箭”，引導學生分析得出：通過彈力做功，物體的動能和彈力勢能之間可以相互轉化。

總結結論：機械能之間可以相互轉化。

2）探尋機械能之間相互轉化所遵循的規律。

①定性分析。

演示實驗3：鋼球用細繩懸起，請一學生靠近，將鋼球偏至他鼻子處釋放，鋼球擺回時，觀察該生反應。（調節課堂氣氛，激發學生學習的興趣。）釋放鋼球后，鋼球來回擺動，擺回到該生鼻子處返回，不會碰到鼻子。

演示實驗4：將小鋼球用細線懸掛一端固定在黑板上部，把小球拉到一定高度的A點，然后放開，讓小球在同一平面內擺動。觀察到小球可以擺到跟A點等高的C點，如圖1甲。再用一釘子固定在小黑板上某點擋住細線，再觀察，發現小球雖然不能擺到C點，但擺到另一側時，也能達到跟A點相同的高度，仍等高，如圖1乙。

問題1：這個小實驗中，小球的受力情況如何？各個力的做功情況如何？能量轉化情況？問題2：小球擺動過程中總能回到原來高度，好像“記得”自己原來的高度，說明在擺動過程中有一個物理量是保持不變的，是什么呢？

學生觀察演示實驗，思考問題，發表見解：“小球受重力和繩的拉力，繩的拉力不做功，只有重力做功。下降時，重力做正功，重力勢能減少，動能增加；上升時，重力做負功，重力勢能增加，動能減少。小球擺動過程中總能回到原來高度，說明重力勢能與動能的總和保持不變，也就是機械能保持不變。”

②定量分析推導。提出研究方法：在探究物理規律時，應該是由簡單到復雜，逐步深入，先對簡單的物理現象進行探究，然后加以推廣深化。在動能與勢能轉化的情景中，自由落體（只受重力）應該是比較簡單的。

投影片如圖2所示，質量為m的物體自由下落過程中，經過位置1時，高度h1，速度v1；下落至位置2時，高度h 2，速度v2。引導學生思考分析：若不計空氣阻力，分析物體由h1下落到h2過程中機械能的變化。

分析：質量為m的物體自由下落過程中，只有重力做功，根據動能定理，有WG=mv22-mv12。下落過程中重力對物體做功，重力做功在數值上等于物體重力勢能的變化量。取地面為參考平面，有WG=mgh1-mgh2。由以上兩式可以得到mv22-mv12=mgh1-mgh2①。移項得mgh1+mv12=mgh2+mv22②，即EP1+EK1=EP2+EK2，E1=E2。引導學生討論式①的含義是什么？式②的含義又是什么？

在表達式①中，左邊是物體動能的增加量，右邊是物體重力勢能減少量，該表達式說明：物體在下落過程中，重力做了多少正功，物體的重力勢能就減小多少，同時物體的動能就增加多少。在表達式②中，左邊是物體在初位置時的機械能，右邊是物體在末位置時的機械能，該式表示：動能和勢能之和不變即總的機械能守恒。

3）分析機械能守恒的條件。舉例分析：物體沿光滑斜面下滑，上述結論是否成立；物體沿光滑曲面下滑，上述結論是否成立。由學生推導、分析：物體沿光滑斜面或光滑曲面下滑時，受重力和支持力作用，支持不做功，只有重力做功，由動能定理和重力做功，同樣得出動能和勢能之和即總的機械能保持不變。

演示實驗5：彈簧振子（水平方向）來回振動。引導學生分析得出：在只有彈力做功的情形下，系統的動能和彈力勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。

演示實驗6：豎直彈簧振子的振動。引導學生分析得出：只有重力和彈力做功的情形下，系統的動能和重力勢能、彈力勢能相互轉化，總的機械能也保持不變。

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4）歸納結論。在只有重力和彈力做功的情況下，物體（系統）的動能和勢能可以相互轉化，物體機械能總量保持不變。這個結論叫做機械能守恒定律。

8.3 鞏固拓寬

【投影片】

1.分析下列情況下機械能是否守恒

A.跳傘運動員從空中勻速下降的過程

B.重物被起重機勻速吊起的過程

C.物體做平拋運動的過程

D.物體沿光滑圓弧面下滑

【分析】機械能守恒的條件：物體只受重力或彈力的作用，或者還受其他力作用，但其他力不做功，那么在動能和勢能的相互轉化過程中，物體的機械能守恒。依照此條件分析，AB項均錯。答案：CD。

2.某人站在h1=10 m高的陽臺上，以v1=10 m/s的速度隨意拋出一個小球，如果不計空氣阻力，求小球落地時速度的大小。

【分析與解答】小球被隨意拋出，可能上拋、斜拋或斜下拋，方向不定，用牛頓第二定律難以求解落地時的速度大小。本題用機械能守恒定律來解。

小球在空中飛行過程中，只有重力做功，機械能守恒。取地面為零勢能面，小球被拋時，重力勢能mgh1，動能mv12；小球落地時，重力勢能mgh2=0，動能mv22。根據機械能守恒定律，mgh1+mv12=mgh2+mv22，得mgh1+mv12=mv22，所以v22=2gh1+v12=2×9.8×10+102，v2≈17.2 m/s。

引導學生分析總結此題的解題要點、步驟。機械能守恒定律不涉及運動過程中的加速度、時間及速度方向，用它處理問題要比牛頓定律方便。運用機械能守恒定律解題的基本步驟：1）審題，明確研究對象；2）對研究對象進行受力分析，并分析各力做功情況，判斷是否符合機械能守恒條件；3）（符合）選取零勢能面，找出物體初、末兩狀態的動能和勢能；4）根據機械能守恒定律列等式，求解。

8.4 總結（略）

8.5 作業布置

1）課本P131知識研讀；2）課本P132思考與練習“1.2”。

8.6 板書設計

5.5 機械能守恒定律

1、機械能

定義：動能、重力勢能、彈性勢能統稱為機械能

總的機械能：E=EK+EP

2、機械能之間可以相互轉化

3、機械能守恒定律

1）內容：在只有重力做功的情形下，物體的動能和重力勢能發生相互轉化，但機械能的總量保持不變。2）數學表達式：mgh1+mv12=mgh2+mv22或EP1+EK1=EP2+EK2。

4、機械能守恒條件

1）物體只受重力或彈力的作用；2）物體除受重力或彈力的作用外，還受其他力，其他力不做功或所做功的代數和為零。

5、運用機械能守恒定律解題的基本步驟

篇4

首先，機械能守恒是對系統而言的，而不是對單個物體。如：地球和物體、物體和彈簧等。對于系統機械能守恒，要適當選取參照系，因為一個力學系統的機械能是否守恒與參照系的選取是有關的。

其次，適當選取零勢能面(參考平面)，盡管零勢能面的選取是任意的，但研究同一問題，必須相對同一零勢能面。零勢能面的選取必須以方便解題為前提。如研究單擺振動中的機構能守恒問題，一般選取豎直面上軌跡的最低點作為零勢能面較為恰當。

再次，適當選取所研究過程的初末狀態，且注意動能、勢能的統—性。

用機械能守恒定律解題有兩種表達式，可根據具體題目靈活應用：

①位置1的機械能E1＝位置2的E2，

即：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

②位置1的Ep1(Ek1)轉化為位置2的Ek2(Ep2)

即；Ep1-Ep2=Ek1-Ek2

下面提供二個例子：

[例1]如圖1所示，一光滑斜面置于光滑水平地面上，斜面頂端有一物體由靜止開始沿斜面下滑；在物體下滑過程中，下列說法正確的有：

（A）物體的重力勢能減少，動能增加。（B）斜面的機械能不變。

（C）物體的機械能減少。（D）物體及斜面組成的系統機械能守恒。

[分析]物體在下滑過程中對斜面有垂直于該斜面的壓力。由于斜面不固定，地面又光滑斜面必將向右產生加速度；其動能及其機械能增加。所以（B）項錯誤。物件一方面克服斜面對它的壓力做功：機械能減少；另一方面由于它的重力做功，重力勢能減少，動能增加，因此選項(A)(C)正確。對于物體與斜面組成的物體系；只有物體重力做功，沒有與系統外物體發生能量的轉化或轉移，機械能守恒，故（D）項正確。

答案為：（A、C、D）

[例2]如圖2，長為l的細繩系于0點，另一端系一質量為m的小球，0點正下方距0點1／2處有一小釘，將細繩拉至與豎宣方向成q＝30o角位置由靜止釋放，由于釘子作用；細繩所能張開的最大角度為a；則角a為多大？（不計空氣阻力和繩與釘碰撞引起的機械能損失，a用三角函數表示）

[解法]小球在運動過程中只有重力做功

篇5

《普通高中物理課程標準（實驗）》在“過程和方法”中明確指出：要讓學生 “經歷科學探究過程，嘗試應用科學探究的方法研究物理問題，驗證物理規律……”.

然而，在實際教學中“過程與方法”目標還未能真正落實. 這一方面是由于目前的高中學生生活背景等的局限，使得學生在解決與生活實際及實驗背景相關的問題時，出現了套用公式，“只見理，不見物”的結果；另一方面部分中學物理教師的教學觀念陳舊.課堂教學中存在著“重結果、輕經歷”的現象.教師往往在灌輸結論性知識后，以大量的習題充斥物理課堂.教師、學生圍繞習題開展教學，忽視基本方法、技能和思維的訓練.

要改變目前教學所存在的問題，全面落實課程目標，高中物理教學必須要重“經歷”.因此，在物理教學中，研究如何構建重“經歷”的物理課堂，是當前課程改革中需要著力研究的重要課題.本文先以 “機械能及其守恒定律”的兩種教學設計的對比為例，來闡述在這個具體問題中如何構建重“經歷”的物理課堂教學，然后提出如何構建重“經歷”的物理課堂教學的策略.

二、兩種教學設計的對比與評析

“機械能及其守恒定律”是高中物理必修2第七章第八節內容.本節知識點包括動能和重力勢能的轉化、機械能的概念、機械能守恒定律的內容和適用條件.其中機械能守恒定律的探究和理解是本節課教學的重點.本節知識是前面知識的深化與提升，也為學生深入理解能量守恒定律做鋪墊，為學生建立守恒的思想、以該思想去認識世界奠定基礎.

（一） 教學過程和教學設計（見表1）

（二）評析

在表1的兩種教學設計中（以下分別簡稱設計一和設計二），雖然設計一也有可取之處，但設計二，更是可圈可點.

1.在過程1即課題引入時，設計一通過演示實驗，增加了教學的直觀感受性，并啟發思維引發學生想探究的欲望.但設計二把生活實例（游樂項目）引入課堂，不但吸引學生的注意力，并從中抽象出所要研究的物理問題，讓學生倍感親切，同時讓學生體會到“生活中的物理”，更能激發學生學習物理的熱情.

2.在得出初步結論的過程3中，設計一通過實驗只能觀察到小球“好像”處在同一高度，是否在同一高度還有待證明；同時，我們更關心的是擺球運動過程中所蘊含的規律.這樣的探究只是一種接受式學習，沒有真正讓學生理解機械能守恒的條件.設計二依據定量實驗，讓學生知道了小車機械能的變化情況，并能找到變化的原因，特別在比較不同材質情況下機械能的變化，合理外推，做出推測，使問題過渡到機械能守恒定律條件的探究上.

3.在理論推導環節，設計一雖然從理論推導出機械能守恒定律，但實質上是得到機械能守恒定律的表達式.而設計二由實驗、理論分析逐層遞進得出機械能守恒定律的條件.采用歸納法教學，加強直觀體驗，加深對機械能守恒定律條件的理解，從而突破教學難點.

總之，在設計二中，教師創設了豐富的“經歷”素材，讓學生經歷探究過程，在不知不覺中掌握了勢能及機械能的概念及體會探究問題的方法.特別是對“機械能守恒定律”條件的探究上，不僅花了大量的時間，而且應用了多種手段來突破這一教學難點.讓學生充分體驗規律的得出過程，感受到“做科學”的艱辛，融知識、方法、情感于一體，更具“物理味”.

三、構建重“經歷”的物理課堂的策略

概括以上的分析以及大量的教學實踐，筆者認為要構建重“經歷”的物理課堂，應該注重以下幾個方面.

（一）創設典型 “物理現象” 情境

物理概念和規律的建立是在大量實驗基礎上的高度概括，教材在編寫時把原本無法包括的內容進行“壓縮”.因此，在課堂教學中必須對教材進行“解壓”，解壓的過程就是讓學生經歷典型的“物理現象”，使學科知識恢復生活性.經歷活動越多，對物理概念、規律的學習就越容易理解，使學生獲得更加全面的素養，增強解決問題的思維活性.如在上面“機械能及其守恒定律”教學中的過程1（課題引入）中的設計二就是如此，讓學生倍感親切，同時讓學生體會到“生活中的物理”，更能激發學生學習物理的熱情.又如下例.

【教學實例1】在《曲線運動》教學中，為了討論“曲線運動的速度方向”時，教材列舉砂輪打磨下來的熾熱微粒、飛出去的鏈球來說明“曲線運動的速度方向沿著曲線的切向方向”.上述事例雖說貼近學生的生活，但它們飛出去的方向只能是“好像沿切向”；再者，學生對這些事例缺乏足夠的經歷體驗，不能很好地還原知識.因此，在教學中又增設了如圖8所示的生活場景――晚上汽車轉彎時的照片.通過汽車軌跡與燈光對比來展開教學，讓學生感受“生活中的物理”，增強學生的經歷體驗.

美國教育家布朗指出：“學習的環境應放在真實問題的背景中，使它對學生有意義.”而真實的問題就存在于學生的生活中.物理課堂上必須充分挖掘貼近學生生活的信息資源，通過演示實驗、仿真模擬等教學手段，主題鮮明地為學生創設一個個典型的“物理現象”，還原知識產生背景.

（二）呈現探究過程

物理教學內容是科學探究過程與結果的統一，都是一個發現和提出問題直至解決問題的過程.用科學探究的思想和觀念指導物理教學，教師首先要創造一種探究學習的課堂氛圍，使學生逐步體驗和認識到，學習物理就是在教師的引導和幫助下不斷探索周圍的物質世界，不斷發展自己的認識和探究能力，形成科學的思維方式和行為習慣的過程.教師要給學生提供研究問題所需的儀器、數據或資料，充分展示、探討所要研究的問題，積極引導學生用科學的研究方法和思維方式來探究研究問題的答案.

【教學實例2】在《機械能守恒定律》設計一中，教學流程為：“實驗―問題引領―理論推導―規律得出―規律應用”.表面上看好像是一個規律探究的過程，但實質上仍是一種以講授為主的接受式學習.原因在于：①實驗中小球擺下過程中所蘊藏的規律是我們所關心的，而不是初、末兩個位置.②機械能守恒定律的另一條件（設計中沒有涉及）如何來落實？③所謂的理論推導只是為得到機械能守恒定律的表達式服務.因此，這樣的教學對“知識的理解、規律的揭示和如何來研究所要探究的問題”是有缺陷的.相反，在設計二中，教師利用現代教學資源，定量研究小車運動過程中所蘊藏的規律.課堂中利用多種教學方式，去偽存真，層層深入，讓學生體驗規律得出的艱辛過程.

（三）預設“程序性知識”的教學環節

程序性知識是個人具有的有關“怎么辦”的知識，主要涉及概念和規則的應用，它的建立依賴于個體的體驗.程序性知識的應用取決于能否將它自覺地遷移到新的情境，它比陳述性知識的遷移具有更大的跨度.所以，講方法并不一定能使學生掌握方法，只有讓學生經歷各種過程，從中獲得體驗，并在此基礎上抽象出解決問題的方法，才有利于發展學生解決問題的能力.

【教學實例3】在初始進行“受力分析”教學時，為了讓學生會用“整體與隔離”思想來對物體進行受力分析，可以設計如下教學過程.

教師：出示習題.如圖9所示，質量為m的物塊放置于質量為M的固定斜面上，處于靜止狀態.請分析地面對M有無摩擦？

學生：采用隔離法，分別對M、m受力，很難判斷地面對M是否有摩擦.

教師提示：能否把M與m當作一個物體，從整體上處理呢？

學生：小組相互討論，仍無法解決.

師生：結合圖9所示的討論過程，逐步過渡到學生已有的知識，化解問題.

教師：再出示類似的習題（略），讓學生用整體法處理問題.

在課堂教學中，讓學生經歷一定的自主學習過程，并使學生從中獲得有益的體驗，這是學生掌握解決問題的科學思路和方法所必須的.要讓學生經歷某一有價值的學習過程，教師必須要精心預設教學環節，讓學生經歷求解過程，體驗解題的步驟、方法.

4.強化學生親身體驗實驗

物理教學中不僅要展示物理概念和規律，而且要展示通過實驗建立概念、規律的過程，使學生對物理科學有一個完整的認識，即在頭腦中不僅有定義和公式，而且有鮮明的物理表象.物理實驗現象本身就具有鮮明、直觀的特點，能激發和滿足學生的好奇心，求知欲，但在教學中我們更要注重學生的親身實驗，通過親身所獲取的體驗更有利于學生的學習.

【教學實例4】在《力的分解》教學時，學生理解“力要按效果分解”有一定的難度.課堂中可設計如圖10所示的小實驗：用一根細繩和一根輕桿組成三角支架，繩的一端繞在中指上，桿的一端頂在掌心，當A處掛上重物時，讓學生親身體驗中指受到的拉力和掌心受到的壓力.

物理實驗不僅在物理教學中有著特別重要的地位和作用，而且也是物理教學中最重要的課程資源.在觀察演示實驗時，不僅要讓學生關注所觀察的現象，同時要讓學生理解該物理現象是用來說明什么問題和怎樣說明問題的；盡量讓學生了解實驗裝置的工作原理.在進行學生實驗時，讓學生在明確實驗目的、理解實驗原理的前提下獨立完成實驗.在復制科學實驗、模擬驗證的過程中，學生可以獲得具體的、形象的物理事實，為理解概念和規律奠定必要的基礎.

篇6

【摘要】本文作者介紹了高中物理教學應通過多種途徑掌握學生的情況，認真研讀教材內容，以此為依據，確定一個明確的目標進行教學設計，并列舉了機械能守恒定律的教學設計，供同行參考。

【關鍵詞】物理；教學；設計

Discussion on Design of high school physics teaching

Zhang dan

【Abstract】In this paper， the author introduces the high school physics teaching should be through a variety of ways to grasp the situation of students， studying the teaching material content， take this as the basis， to define a clear goal of teaching design， and gives the law of conservation of mechanical energy teaching design， for reference.

【Key words】Physics teaching； design

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】B【文章編號】2095-3089（2012）06-0213-02

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隨著科技的發展，越來越表明物理是人類從下到上發展的中心學科。物理被廣泛應用于人類的工作、生活，是一門應用性很強的學科。在物理教學中，課程的基本理念是從生活走向物理，從物理走向生活。高中的物理教育，不僅要為培養物理學家，造就物理學專業人才打好基礎，更多的還是要培養學生的物理學習興趣，加強學生的基本物理知識，提升人類的科學素質。

1.充分了解學生

新課程改革打破了以前的應試教育模式，教育教學過程中師生地位平等，充分貫徹以學生為本，堅持學生的主體地位，教師的主導地位。在教學活動中，教師是主導，學生是主體，教師和學生是教學活動中相輔相成的互動的雙方。作為一名有經驗的教師，首先要學會“教學觀察”技能，通過課堂觀察，分析學生的言行舉動，在課堂上的表現，可以及時知道教學方法是否正確，學生是否完全理解了講授的知識，針對還沒有完全掌握透切，存在偏差的問題，再重點講解。通過教學觀察分析可以減少無效勞動，保證教學工作不偏離預定的教學目標。

同時可以通過“作業批改”、“與學生溝通”等方法了解學生。作業不但可以鞏固學生所學的知識，培養和增強學生的技能，反饋教師的教學效果，還可以為教師計劃將來的教學方法提供幫助，達到因材施教。布置的作業應全面，規范和具有科學性，不呆板，形式要多種多樣。收回的作業要及時批改，及時指正。批改作業要有針對性，使學生從老師的批語中領會要求。師生間多進行思想交流，感情溝通。教師要尊重、愛護關心每一位學生。學生群體中存在差異是必然的。教師的一言一行都要讓每個學生體會到被尊重、被關愛的溫暖、激勵強化全體學生的學習自信心。及時了解學生思想變化，學習狀態，并進行疏導解決，以期達到急學生之所急，答學生之所疑，師生共同發展共同提高的目的。教師備課時應該認真鉆研大綱和教材，認真掌握學生情況。只有吃透學生情況才能提高教學的針對性。教師在班里設立“教學建議本”，讓學生把自己的想法，存在問題或者好的建議，新奇的學習方法等登記在建議部上，通過師生互動學習達到進一步了解學生。

2.課前準備

精彩的課堂教學來源于充分的準備，課前的準備對于課堂教學意義重大，課前準備是上好一堂課的必要前提和重要保證，是提高學生的學習效率，提高教育教學質量的基石。作為老師而言要精心設計教學方案，認真備課。針對教材和學生的具體情況認真分析，做到因材施教，盡可能地做好正確引導學生的思維方向和解決好教學過程中可能出現的問題。

老師需要以課程要求為依據，認真鉆研教材，合理地運用教材，按照教學目標和學生的實際情況確定教學內容。研讀教材時可以從五方面進行：接納教材、比較教材、質疑教材、完善教材、超越教材。也就是接納、認可教材，根據其內容來實施教學；比較新舊版本教材內容，分析其異同，找到教學的切入點；帶著疑問去閱讀、專研教材課程，并提出自己的見解；通過參加研究課、同課異構等活動，研究行之有效的教學辦法，進一步完善教學內容；在原有教材的基礎上，增添富有價值的教育內容。設計教學內容時，要正確區分教材的重點和難點，把握教學重點是一堂課的關鍵所在。教學難點要根據學生的接受能力、認知規律、理解程度、社會經驗和教材的編排來確定。

3.教學設計

以下是機械能守恒定律的教學設計內容：

3.1教學目標：

3.1.1知識目標：

（1）知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉化。

（2）理解機械能守恒定律的內容。

（3）在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。

3.1.2能力目標：

（1）學會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒。

（2）初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現象，分析問題。

3.1.3德育目標：

通過能量守恒的教學，使學生樹立科學觀點，理解和運用自然規律，并用來解決實際問題。

3.2教學重點：

（1）、理解機械能守恒定律的內容。

（2）、在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數學表達式。

3.3教學難點：

（1）、從能的轉化和功能關系出發理解機械能守恒的條件。

（2）、能正確判斷研究對象在所經歷的過程中機械能是否守恒。

3.4教學方法：

（1）、關于機械能守恒定律的得出，采用師生共同演繹推導的方法，明確該定律數學表達公式的來龍去脈。

（2）、關于機械能守恒的條件，在教學時采用列舉實例，具體情況具體分析的方法。

3.5教學用具：

自制flash影片、ppt課件。

3.6教學過程：

3.6.1知識回顧：

思考1：動能定理的內容和表達式分別是什么？

思考2：重力、彈力做功與勢能的變化存在什么樣的關系呢？

本節課，我們將共同探究動能和勢能在相互轉化時，遵循什么樣的規律？

機械能：

（1）定義：動能和勢能（包括重力勢能和彈性勢能），統稱為機械能。

（2）表達式：E=EK+EP。

3.6.2新課教學：

（一）、規律探究：

（1）、實驗模擬：

圖1

小球無初速度從某一高度釋放，當它擺

到另一端時，仍能達到同樣的高度。見圖1

結論：小球在擺動中機械能守恒。

（2）理論探究：

例1、如圖2所示，一個質量為m的物體自由下落，經過高度為h1的A點（初位置）時速度為v1，下落到高度為h2的B點（末位置）時速度為v2。

思考1：AB，動能變化了多少？

思考2：AB，重力勢能變化了多少？

思考3：AB，機械能變化了多少？

圖2

由此可見：只有重力做功時，機械能守恒。

例2、如圖3所示，一個質量為m的小球在光滑的水平面上被處于壓縮狀態的彈簧彈開，速度由v1增大到v2，彈性勢能由EP1變為EP2。

圖3

由此可見：只有彈力做功時，機械能守恒。

思考1：既有重力做功，又有彈力做功，且只有這兩個力做功時，機械能是否守恒？

圖4

（結合右圖4輕彈簧正上方小球的運動情況分析。）

由此可見：既有重力做功，又有彈力做功，且只有這兩個力做功時，機械能也守恒。

思考2：在升降機勻速提升重物時，重物的機械能是否守恒？

總結：不守恒，重物的動能不變，但勢能要增加。因為：在升降機勻速提升重物時，除重力對重物做功外，升降機也要對重物做功。

由此可見：有除重力和彈力之外的力做功，將使機械能增大或減小，機械能不守恒。

思考3：汽車在水平面上勻速行駛時，汽車的機械能是否守恒？

總結：守恒，汽車的動能和勢能都不變。因為：汽車在水平面上勻速行駛時，雖然有牽引力和摩擦力對它做功，但牽引力和摩擦力做功的代數和為零。

由此可見：有除重力和彈力之外的力做功，但其它力所做功的代數和為零，則機械能守恒。

（二）結論：

（1）機械能守恒定律的內容：

在只有重力（或系統內彈力）做功的情況下，物體的動能和勢能發生相互轉化，但機械能總量保持不變。

（2）機械能守恒的條件：

①只受重力或系統內彈力。

②除重力或系統內彈力外，還受其它力，但其它力不做功。

③除重力和系統內彈力做功外，還有其它力做功，但其它力所做功的代數和為零。

（3）機械能守恒定律的表達式：

①初狀態的機械能E1等于末狀態的機械能E2。即：E2=E1或Ek1+Ep1=Ek2+Ep2。

②減少（或增加）的勢能Ep等于增加（或減少）的總動能Ek。即：EP=-Ek。

③若系統內有A、B兩個物體，則A減少的機械能EA等于B增加的機械能EB。即：EA=-EB。

（三）鞏固練習：

（1）關于機械能守恒定律，以下說法正確的是：（BCD）

A、當物體受到的合外力為零時，物體的機械能一定守恒。

B、當物體只受重力作用時，物體的機械能一定守恒。

C、當物體除受重力外還受到其他的力，但其他的力不做功，物體的機械能也一定守恒。

D、對于物體除重力外，其他力做功的代數和為零，物體的機械能一定守恒。

（2）質量均為m的甲、乙、丙三個小球，在離地面高為h處以相同的動能在豎直平面內分別做平拋、豎直下拋、沿光滑斜面下滑，則：（ABC）

A、三者到達地面時的機械能相同。

B、三者到達地面時的動能相同。

C、三者到達地面時的速率相同。

D、以上說法都不正確。

4.課程設計中應注意的問題

教學內容需要老師以課程標準為指導，認真鉆研教材，正確地把握教材，根據教學目標和學生情況確定。內容太容易不能激發學生和學習興趣。學生一看便會，他就會覺得沒趣味，長此以往，還會助長學生的驕傲自滿之風。內容太難，會使學生喪失學習的信心，使他們產生厭學心理。所以，教學內容的難易要適中，使學生能感受成功和喜悅，同時又留有思考的余地，促使學生更進一步的發展。

5.結語

只有充分了解學生情況和認真研讀教材后，我們才能更好地設計教學課程，達到我們預定的目標。

參考文獻

[1]張文涌.高中物理教學[J].物理教學，2005，（11）

篇7

關鍵詞：導悟研評;教學模式;導學

采用“導悟研評”教學模式能創新課堂教學，極大地調動了學生學習的積極性，培養了學生的創新意識、創新思維和創新精神。我認為一節課的重中之重是“導學”過程，也是備課過程中應該重點研究的。

導學是引導學生盡快進入到教學環境中，我在教學《機械能守恒定律》公開課時，在導學案方面花了大量工夫，首先，我精心設計了導學案。學生通過導學案可以做好預習工作，做好前后銜接。之前講過了動能、重力勢能、彈性勢能，很容易過渡到機械能的概念。提出問題：什么情況下機械能守恒，以我們熟悉的自由落體運動為例，很快能進入到物理情景，在導學案的設計中，按照學生接受知識的過程，設計很多小問題，循序漸進地把物理問題銜接好，一節課在學生填寫導學案的過程就已經開始了。

導課是一節課的開端，一節課的精彩與否從導課就可以看出來。為了學生能把所學的內容與實際相聯系，我以游樂園的過山車為例。我的引課是這樣的：“每次我們一進入游樂園就會被驚險刺激的過山車所吸引，很多人坐上過山車之后一路尖叫，尖叫之余是否想過這樣一個問題：滑車通過最高點時，即使沒有動力是否也能完成一系列的驚險動作？帶著這樣一個問題，我們來學習一下《機械能守恒定律》。”帶學生走入物理的教學的情境中，有了這樣一個物理模型，教學很容易開展。在這節課的最后，借助之前的導課，我讓學生自己設計一個過山車，學以致用。整節課課堂氣氛活躍，學生思路被打開，物理知識不再枯燥，在日常生活中有了用武之地。物理來源生活又可以應用于生活，我希望自己每節課都會通過精彩的引課來引領學生進入物理世界。

在新教學模式下，不再是教師獨立地教，學生獨立地學，小組合作學習越來越受到重視，“導悟研評”教學模式也十分注重小組學習，因此，我們要提前做好引導小組討論的工作，在教學過程中，我設計了一些問題引導學生進行討論，比如，我設計一個問題：小球落在彈簧上，把彈簧壓縮到最短的過程中，小球的機械能是否守恒？看似簡單，但很容易錯誤，很有討論價值。課堂氣氛非常活躍，學生回答踴躍，但想法錯誤的比較多，我適時加一句“真理往往掌握在少數人手里”，通過分析他們錯誤的原因，進一步來分析系統機械能守恒定律的條件，通過引導學生參與討論，學生對所討論的問題的印象更深刻。

在“導悟研評”模式中，“導學”并不是在課的前半部分就結束了，而是貫穿教學始終，物理是注重思維和計算的學科，我在教學過程中，也引導學生歸納、總結機械能守恒定律的條件和計算公式，并將其應用到具體的問題中，例如，我給出了一道比較簡單的動能定理的計算題，讓學生用動能定理和機械能守恒定律兩種方法來計算，并比較一下各自的優點。再給出一道兩個小球用細線連接的問題，動能定理就應用不了了，這樣可以看出機械能守恒定律的優點，之后，引導學生自己歸納機械能守恒定律的適用范圍。在新的教學中，并不是所有問題老師都親力親為，而要不斷引導學生參與到教學中來，充分發揮他們的潛力。事實上，這樣做課堂效果非常好。

在新的教學模式下，要充分體現學生為主體，教師為主導，把課堂時間還給學生的新教育理念，激發學生的學習興趣。教師在課堂上要改變以前以串講串問為主的引導方式，課堂教學以導為主，引導學生自己預習，引導學生進入教學環境，引導學生積極參與到課堂討論中，更要引導學生運用已有知識解決實際問題，要以學生的活動為主，學生能講、能說的要讓學生說、讓學生講，把課堂時間還給學生，讓學生自主學習。教師要轉換角色，變成課堂的引導者。我也希望在以后的教學過程多多探索發現學生的亮點，把引導工作做到位，使課堂變得更加精彩紛呈。

參考文獻：

[1]吳小鷗.新課程改革教材建設十年回顧及趨勢展望[J].教育科學研究，2012（01）.

[2]陳興中，付強，蔡小蓉.盤點新課堂：成都市郫縣新課程改革調研報告[J].教育科學論壇，2010（01）.

[3]楊新宇.西部高中新課程評價改革面臨的問題和對策[J].教學與管理，2012（02）.

[4]王毓殉.天津市普通高中教師適應新課改情況調研報告[J].天津市教科院學報，2010（02）.

篇8

1 新、舊教材處理方法對比

舊教材的處理方法：人教版全日制普通高級中學教科書《物理》（實驗修訂本•必修）第一冊第147頁）

以自由落體運動為例進行證明。如圖8-22所示，設一個質量為m的物體自由下落，經過高度為h1的A點（初位置）時速度為v1，下落到高度為h2的B點（末位置）時速度為v2。在自由落體運動中，物體只受重力G=mg的作用，重力做正功。設重力所作的功為WG，則由動能定理可得：

WG =1/2mv22－1/2mv12。(1)

上式表示，重力所做的功等于動能的增加。

另一方面，由重力做功與重力勢能兩者之間的關系知道：

WG=mgh1－mgh2。(2)

上式表示，重力所做的功大小等于重力勢能的減少。

由(1)式和（2）式可得

1/2mv22－1/2mv12 =mgh1－mgh2。（3）

可見，在自由落體運動中，重力做了多少功，就有多少重力勢能轉化為等量的動能。

移項后可得：

1/2m v22+ mgh2=1/2m v12 +mgh1。

或者 Ek2+Ep2=Ek1+Ep1。(4)

上式表示，在自由落體運動中，動能和重力勢能之和即總的機械能保持不變。

以上是教材中對機械能守恒的推導，我們可以看出這里是以自由落體運動為背景推導出來的，對于機械能守恒的條件，課本上在后面接著有如下的說明：上述結論不僅對自由落體運動是正確的，可以證明，在只有重力做功的情形下，不論物體做直線運動還是曲線運動，上述結論都是正確的。

新教材的處理方法（人教版普通高中課程標準實驗用書《物理》必修2第22－23頁）

我們討論物體只受重力的情況，如自由落體運動或各種拋體運動；或者雖受其他力，但其他力并不做功，如物體沿圖5.8－3所示光滑曲面滑下的情形。一句話，在我們所研究的情形里，只有重力做功。以后以物體沿光滑曲面滑下的情形為例，其推導過程與舊教材完全類似，不再重復。課本接著做了如下說明：

可見，在只有重力做功的物體系統內，動能與重力勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變。同樣可以證明，在只有彈力做功的物體系統內，動能和彈性勢能可以互相轉化，總的機械能也保持不變。

由此總結出機械能守恒的條件是：只有重力或彈力做功的物體系統。

學生反應

對于剛開始學習這部分內容的學生來說，舊教材使學生認為機械能守恒好象只對自由落體運動適用，因為以上的推導就是在自由落體運動中得出的，教材中給出的說明很生硬。尤其是在后面定律使用的幾種情況中，不好理解。新教材盡管做了修改補充，但學生對守恒條件還是無法真正領會，學生剛學過本節課后，對于有關機械能守恒條件理解的題目一做就錯，學習效果不佳。

針對以上不足之處，我重新進行了設計，教學反饋表明學生對機械能守恒條件的認識和理解得較過去好多了，應用機械能守恒定律解題時的正確率也大為提高。

2 新的教學設計

第一部分，研究重力做功的情景。

首先：創設情景，讓學生分析物體的受力和運動情況

情景1 一個自由下落的物體。如圖1，物體由A位置運動到B位置。

情景2 一個沿光滑斜面或曲面下滑的物體。如圖2，物體由A位置運動到B位置。

情景3 一個沿粗造豎直面向下運動的物體。如圖3，物體由A位置運動到B位置。

其次：提出問題，讓學生研究合外力做功與動能變化之間的關系

通過思考，學生根據前期知識很容易給出正確的解答過程。

對于情景1，由動能定理得：

mgh1－mgh2= 1/2mv22－1/2mv12。（5）

對于情景2，物體受重力和彈力兩個力，但彈力不做功，由動能定理得：

mgh1－mgh2=1/2mv22－1/2mv12。（6）

對于情景3，物體受重力G、彈力N（不做功）、摩擦力F2、推力F1，由動能定理得：

WG +WF1+WF2=1/2mv22－1/2mv12。

上式表示，合外力所做的功等于動能的增加。

另一方面，由重力做功與重力勢能的關系可得：

WG=mgh1－mgh2。

代入上式可得：

mgh1－mgh2 + WF1+WF2=

1/2mv22－1/2mv12。（7）

第三：觀察對比，讓學生比較上述各式，得出結論

通過點撥引導，學生很快把注意力集中到了上式中的動能和勢能上，通過學生的思考與討論，形成以下結論：

對于（5）式和（6）式，重力勢能的減少等于動能的增加。甚至有的學生通過觀察，已經下意識地將同一狀態的機械能放在一起，得出初狀態機械能總量等于末狀態機械能總量的結論。但是對于（7）式就不同了，由于WF1和WF2不屬于機械能，如果要使得（5）式和（6）式的結論此時仍然成立，那就必須使得WF1+WF2＝0。到此為止，學生已經在頭腦中形成了對于機械能守恒的初步認識。

第四：探究交流，引導學生概括出機械能守恒條件

學生的理論探究：將上式分別寫成

1/2mv22+ mgh2=1/2mv12 +mgh1和

1/2mv22+ mgh2=1/2mv12 +mgh1+ WF1+WF2。

即Ek2+Ep2=Ek1+Ep1

和Ek2+Ep2=Ek1+Ep1 + WF1+WF2。(8)

要使得整個過程機械能守恒，即Ek2+Ep2=Ek1+Ep1始終成立，必須滿足什么條件？請同學相互討論并用自己的語言進行概括。學生發言積極踴躍，形成水到渠成之勢，同時學生通過自己的探究也獲得了成功的喜悅。不同學生的表述總結起來基本上能全面得出機械能守恒的條件：

①物體只受重力，不受其他力，如自由落體運動；

②除重力外，物體同時也受其他力，但其他力不做功；

③除重力外，物體受其他力，其他力做功，但其他力對物體所做的總功為零。

最后，由老師進行簡潔概括：在只有重力做功的情況下，物體的動能與勢能發生相互轉化，但機械能的總量保持不變。再次強調“只有重力做功”的含義就是同學們剛才概括的三種情況。歸結起來就是：在物體整個運動過程中，除重力外其他力做功的代數和必須為零。

第二部分，研究彈簧的彈力做功的情景

新教材在“探究彈性勢能的表達式”探究活動的基礎上，學生已經掌握了彈性勢能的表達式，啟發引導學生類比只有重力做功時機械能守恒的研究方法，讓學生創設情景，探究發現只有彈簧彈力做功情形下機械能守恒的條件。(具體內容在此省略)

總結第一、第二部分的教學，學生基本上得出：在只有重力或彈簧彈力做功的情況下，物體的動能與勢能發生相互轉化，但機械能總量保持不變。但上述表達并不排除其他力做功的情況，前提是：除重力、彈簧彈力之外其他力做功的代數和必須為零。

3 教學感悟

本節對機械能守恒條件難點的突破，采用了創設情景提出問題分析探究歸納總結的教學設計思路，以教師指導下的學生活動為主，通過這樣一個設計過程，學生不但理解了機械能守恒定律的條件，而且對機械能守恒定律的三種基本表達形式也有了較為深刻的理解。整個教學難點的突破體現在教師的課堂教學理念和四個環節的設計上，本堂課的教學不是教師的知識灌輸，而是在教師啟發引導下學生思考、討論、探究，從而解決問題。充分體現了學生學習的主體地位。通過學生自己思考、感悟，得出的結論更加深刻、親切，當然教學效果也比較好。另外，這堂課還向學生滲透了從一個個典型的物理情景中總結出科學規律的歸納法思想，提高了學生的科學素養。

篇9

關鍵詞：多向性思維；高中物理；力學教學

一、 引言

每門學科都有其基本的知識體系和技能要求，其中思維能力的訓練是不可缺少的組成部分，它基于學生對該學科基本知識的理解，需要學生將一些孤立的事實和零碎的知識聯系起來，把握其內在規律，其本質是訓練學生解決問題能力。在高中物理力學教學中，解決動力學問題有三個基本方向：一是從力的瞬間作用效果方向思維；二是從力的時間累積效果方向思維；三是從力的空間累積效果方向思維。這樣一來，就產生了三條基本途徑。

二、 有效途徑

1、創設生活化情境，提升學生的物理學習興趣

長期的相關教育研究表明，學生對于物理學的學習主要包括兩個環節，即學習習慣的培養與對物理的愛好。由此可見，只有讓學生充分認識到物理知識在現實生活中的應用，才能讓他們更好地投入到對于物理的學習之中。因此，教師在教學過程中應營造合理的生活化情景，以讓學生感覺到物理學習內容的豐富性和趣味性。例如當教師在講授關于生活安全用電知識時，可以首先建立一個這樣的情景：在用洗衣機洗衣服時，將手放進洗衣機里有時會有很麻的感覺；當用電飯鍋做飯，用鐵勺觸及電飯鍋時，手部偶爾也會這樣的感覺。因學生對于這種場景已非常熟悉，很快就會對這樣一個問題產生好奇。這時教師可以對學生進行提問，此時有些同學會想到，是因為用電器長時間處于潮濕狀態而發生了漏電現象。手部會有麻的感覺，是因為用電器沒有設置接地線。當用手觸摸用電器時，人身體發揮了接地線的作用。學生回答完之后，教師可以對回答相對較好的同學給以一定的口頭獎勵。此時會激發其他的同學對于類似問題的思考，教師應充分把握這個機會，讓所有同學都參與進問題的思考與交流之中。最后再讓學生提出一些避免漏電給人身安全造成威脅的方法，并讓他們將這種方法應用于自己的生活當中。這樣的授課方式不僅能夠增強學生對于知識的掌握，還能培養勤思考的良好學習習慣。

2、教學方式與生活相結合，讓學生用所學知識解答生活問題

教師在教學過程中，可以將生活中常見的一些生活事例來讓學生運用所學物理知識進行表達和交流，以讓他們感覺到物理來源于生活，并應用于生活。當在引導學生探究與摩擦力大小相關的兩個因素時，筆者設計了這樣的練習題：以所熟悉的自行車為例，讓學生去分析其各個部分對于摩擦力知識的運用這時學生紛紛舉手發表自己的以下看法：①自行車的輪胎有一圈凹凸不平的花紋，這樣可以通過增加白行車與地面間接觸面的粗糙程度來增大摩擦力，從而避免自行車出現打滑現象。②自行車在剎車時，剎車橡膠墊與車圈間的摩擦力會阻礙車輪的轉動。當手部所用的壓力越大時，剎車橡膠墊對車圈產生的壓力就會越大，車輪的轉速就會降低。當橡膠墊與車圈之間不再發生相對滑動時，車輪與地面間的滾動摩擦就開始轉變為滑動摩擦。從而阻礙自行車的運動，使其停下來。甚至還有些同學想到了自行車的軸承、車把轉l動處等部位中鋼珠的作用，他們認為鋼珠的存在是將滑動摩擦變成滾動摩擦。于是還提出，通過經常涂抹油可以使接觸面發生相對分離，以大大減小二者之間的摩擦力。學生的回答確實讓筆者感到很驚訝，于是筆者深深感覺到，這種與生活實際相結合的教學方法能通過學生用所學知識對于生活問題的解決，來增強他們對于物理學習的積極性和主動性。

3、 教學過程中體現生活元素，提升學生的人際關系

學生所處的學習環境及氛圍在一定程度上決定了他們的學習學習效率。教師在教學過程中，應在體現生活元素的同時，讓每個學生都能參與到這個互動的集體中來。為此，教師應努力創設良好的條件，并安排合理的學活動來體現物理學習與生活緊密結合的獨特魅力。同時應注重每個學生個體的參與情況，充分發揮每個學生的獨特作用。

4、從能量入手解決問題

機械能不守恒，使用動能定理，動能定理的研究對象是一個物體；機械能守恒，使用機械能守恒定律，機械能守恒定律的研究對象是一個系統。機械能守恒定律可以在系統內∑W=W+w+……的條件上，應用動能定理推導出來。因此，機械能不守恒是一般情況，而機械能守恒是特殊情況，有著較為嚴格的限制條件。應該注意到，動量守恒定律的適用范圍更廣，在牛頓運動定律已不適用的微觀領域，動量守恒定律仍然適用。解決動力學問題的三條基本途徑中的每一條都必須以“受力分析”為前提。這說明“受力分析”是屬于預備性的鋪墊知識。在理論體系上，牛頓第一定律不能視為牛頓第二定律在a=0時的特例，但在數理思維中也不妨這樣歸納。這樣一來，動力學的知識框架就幾乎囊括了高中力學中的全部質點力學內容，只有從屬于剛體力學的力矩平衡和與連續介質力學相關的振動和波沒有包括起來。因此可以說，抓住了解決動力學問題的三條基本途徑，也就抓住了高中力學的重點。在高中物理范圍內，牛頓第二定律和動量定理中的力都局限于恒力，不僅適用于直線運動，也適用于曲線運動和有折返的運動。因此，與動能定理有關的命題可以很靈活，而高考中的力學綜合題在這上面做文章也就不足為怪了。解決動力學問題的三條基本途徑，也稱為三件重要武器。任何一個動力學問題擺在面前，都可以使用這三件武器試探著去解決。有的問題使用任何其中的一種即可解決；有的問題則需要綜合使用其中的兩件甚至三件才能解決。不論多么復雜的動力學問題，其解法從實質上說，都可視為三條基本途徑不同的排列或組合。

三、結語

將課本知識充分與生活結合起來的教學方式是一種創新的教學方式，也是教師綜合素養的體現。為此，在今后的高中物理教學過程中，教9幣應充分借鑒這種教學方式，以豐富教學內容和教學空間的拓展。同時，教師應對教學方式進行不斷的創新，以滿足不斷變化的高層次物理教學需求。

參考文獻

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【關鍵詞】能量守恒 物理問題 能量轉化

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）02B-0162-02

能量不會憑空消失，也不會憑空產生，只能通過一種形式的能量轉換成另外一種形式的能量，或者從一個物體轉移到另外的一個物體，并且能量的總量保持著不變，這就是能量守恒定律。運用能量守恒定律能夠更好地解決許多物理問題，也就是說，對物理學中的不同類型的物理問題，從能量守恒入手，可以找到清晰的分析思路和方法。但是要想熟練地運用能量守恒定律就必須熟記能量守恒定律的表達公式及其守恒條件，要不就會用錯。

一、力學中的能量守恒

在力學的學習過程中我們都知道，如果物體僅僅受到重力和彈力的作用，那么物體的能量就會在勢能和動能之間進行轉換，并且機械能的總量不變，對于這種情況下我們稱之為機械能守恒定律。機械能守恒定律是解決高中物理力學問題的重要方法，下面我們就通過一道高中物理力學的問題來分析如何利用機械能守恒定律。

〖例1〗如圖所示，有一勻速運行的傳送帶，其速度為 v=2.0 m/s，在 A 點的上方有一帶料斗，帶料斗中裝滿了沙子，打開開關以后，沙子以 Q= 50 kg/s 的速度落到運行中的傳送帶上，沙子從 A 點被運送到 B 點，在傳送的過程中，下面選項中說法合理的為（ ）

A.在一分鐘時間內，沙子與傳送帶發生摩擦，由此產生的熱為 1.2×104 J

B.在一分鐘時間內，沙子與傳送帶發生摩擦，由此產生的熱為 6.0×103 J

C.電動機需要增加的功率為 100 W

D.電動機需要增加的功率為 200 W

〖解析〗當沙子落到傳送帶上后，傳送帶做的功轉化成了沙子的動能與產生的熱量，合理分析題目的條件，借助功能關系就能夠正確解答問題。假設一定時間 t 內落到傳送帶上的沙子的質量是 m，那么 Q=m/t。此部分沙子因為摩擦力 f 的作用被迫加速，由功能關系可得 ，沙子在摩擦力的影響下開始加速，所以 ，s轉=vt。相對位移 s=s轉-s=s，可知煤的位移和煤與傳送帶的相對位移相同。因此產生的熱量 。所以傳送帶在 t 內增加的能量 E 為 ，功率 ，可知 B 是錯誤的，D 是正確的。通過之前的分析可知，單位時間的熱量為 Q熱=。因此一分鐘內產生的熱量 Q總=Q熱t==6.0×103J，因此 B 選項正確，A 選項錯誤，B、D 選項正確。

這道題中，盡管能量轉化成兩個形式的能量，但總量沒有變化，是一道經典的能量守恒類型的題目，它能夠加深學生對能量守恒定律的理解。

二、熱學中的能量守恒

物理學中，關于熱學的能量守恒也經常遇到，而且熱學往往會伴隨著力學、電學等一起出現。我們知道，熱能與機械能、電能等可以相互轉化，比如電能轉化成熱能，熱能轉化成其他類型的能。這里我們用一道力學與熱學結合的題目來分析，如何通過能量守恒來解決問題。

〖例2〗將一個質量為 M kg的鐵塊固定在實驗桌上，然后發射一枚質量為 m kg的子彈，子彈以一定速率擊中鐵塊后，子彈留在鐵塊中，鐵塊與子彈的溫度升高了 12℃，如果將鐵塊放置在光滑的水平面上，然后發射一枚質量同樣為 m kg的子彈，子彈以一定速率擊中鐵塊后，子彈留在鐵塊中，它們的溫度升高了 11℃，求鉛塊與鉛彈的質量比。

〖解析〗運用熱力學第一定律得 U=Q+W。根據能量守恒定律，子彈和鐵塊的溫度升高就意味著對應的系統的機械能減少了。

〖解〗設子彈的擊中速度為 v0，第二次兩者達到的共同速度為 v，兩次升高的溫度分別為 t1，和 t2，鐵的比熱容為 C，因損失的機械能全部轉化為鐵塊和子彈的內能，故有

Q=E

對第一次有 c（M+m）t1=mv02

對第二次有 mv0=（M+m）v

且 c（M+m）t2=mv02-（M+m）v2

由以上三式可得，鉛塊和鉛彈的質量之比：

對這樣一道題目，我們要通過鐵塊的靜止和運動兩種狀態來進行分析，物體運動就會產生動能，子彈和鐵塊的溫度升高就說明動能轉化成了熱能，這樣，利用能量轉化與守恒定律就能夠找到解決問題的切入點和突破口，并順利地解決問題。

三、光學中的能量守恒問題

光電效應講述的是原子中的電子吸收了光子的能量，其中一部分能量讓電子克服原子核的引力作用，另外一部分能量變成電子離開原子核后的動能。在光電效應中，利用能量守恒定律，就能夠將比較抽象的物理學問題轉變為相對簡單的問題。下面是一套光電效應的試題。

〖例3〗氫光譜波長 ，對于 k=1 的系列光譜線波長均處于紫外線區，將其稱之為賴曼系；而 k=2 的系列波長均處于可見光區，稱之為巴爾末系。現利用氫原子所發出的光對某種金屬照射進行光電效應實驗，當所采取的光為賴曼系波長最長的光時，其遏比電壓記為 U1；當利用的光為巴爾末系波長最長的光時，遏比電壓記為 U2。已知電子電荷與真空光速分別為 e 和 c ，試求普朗克常量與該種金屬的逸出功。

〖分析〗由公式 可得在賴曼系中發生的光波長最長的為氫原子由 n=2 向 k=1 躍遷時所發出的波，其波長倒數為

所對應的光子能量

另外，巴耳末系波長最長的光是氫原子由 T1 為正無窮向k 為 2 狀態躍遷時發生的，其波長倒數為

對應的光子能量

W表示的是該金屬的逸出功，eUl 與 eU2 所表示的分別為光電子的最大初動能。根據愛因斯坦光電效應方程可得

得

光電效應是較為簡單的一節內容，記住了相關公式和理論，就能夠解答大部分高中物理中的有關光電效應的題目。但要記住，在電子躍遷中，遵循能量守恒定律。

四、電學中的能量守恒問題

電是我們生活中常見又必不可少的東西，電可以轉化成機械能、光能、熱能等，通過對電學中能量守恒問題的研究，能夠幫助我們更好地了解生活。現講解用能量守恒定律解答帶電物體在電場中受到電場力作用的問題。

〖例4〗如圖所示，在豎直向上的勻強磁場中，放置一個水平光滑且足夠長的平行金屬導軌，ab 的距離是 cd 距離的兩倍，將兩根質量相同的金俟鞣旁詰脊焐稀O衷詬ab施加一個水平向左的初速度 v0，當 CD 固定不動時，AB 整個運動過程中產生的熱量為 Q。那么，當 CD 不固定時，AB 以 v0 啟動后整個運動過程中產生的熱量是多少？

〖解析〗CD 固定時，有 Q=mv02，CD 可動時，設 AB 速度減為 v，CD 速度增為 2v，時間為 t。此時穿過回路的磁通量不再變化，感應電流消失，之后 AB、CD 均做勻速直線運動。在上述的 t 時間內，AB 受的安培力都是 CD 的 2 倍，可認為 AB受的平均安培力為 CD 的兩倍，則

對 AB 有 2Ft=mv0-mv ①

對 CD 有 Ft=2mv-0 ②

聯立兩式得

設以上產生的熱量為 Q'，由能量守恒得

電學是高中物理里面較為繁瑣的一個內容，電學可與磁場、運動學、熱學等各個方面的內容相結合來綜合命題，因此在解電學問題的過程中，常常會用到能量守恒定律，因此學生要掌握利用能量守恒定律來求解電學問題的基本方法。