1 教材分析

能量守恒定律是十九世紀自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一。能量轉(zhuǎn)化和守恒思想貫穿整個高中教材， 從前后聯(lián)系來看，這節(jié)課的內(nèi)容有利于學(xué)生對功能關(guān)系的進一步認識；為今后學(xué)習(xí)能量守恒、電荷守恒等守恒定律打下基礎(chǔ)。

教材一開始列舉出動能和勢能轉(zhuǎn)化的兩個實例，接著安排單擺小球的實驗，利用學(xué)生的好奇心，提高學(xué)生探索新事物的興趣，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性。教材以平拋運動為例很快得出機械能守恒定律。

2 教學(xué)對象分析

新課程改革指出要徹底改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。學(xué)生通過初中機械能定性知識的學(xué)習(xí)、高中絕大部分力學(xué)知識和本章功、功率和動能定理的學(xué)習(xí)，在物理知識結(jié)構(gòu)、思維的深度和認知方法策略等方面均奠定了一定的基礎(chǔ)。但學(xué)生對學(xué)習(xí)物理規(guī)律的思維過程和方法的應(yīng)用能力以及動手能力仍需進一步培養(yǎng)和提高。

3 三維教學(xué)目標

（一） 知識與技能：理解機械能守恒定律的內(nèi)容，在具體問題中能判斷機械能是否守恒；初步學(xué)會用能量轉(zhuǎn)化和守恒的思想來解釋物理現(xiàn)象，并能將所學(xué)知識應(yīng)用于實際情境中，培養(yǎng)學(xué)生動手能力。

（二） 過程與方法：以實驗為基礎(chǔ)，通過觀察演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和空間想象能力；在歸納機械能守恒定律的使用條件時，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力，分析歸納的能力以及口頭表達能力。

（三） 情感態(tài)度價值觀：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自信心以及嚴謹認真的科學(xué)態(tài)度。

4 教法和學(xué)法

實驗探究法：用\"鐵球碰鼻\"的實驗引入課題。討論法：在推導(dǎo)機械能守恒定律時，讓學(xué)生自己推導(dǎo)、討論。歸納法：在得出機械能守恒定律，守恒條件時用歸納法。啟發(fā)式教學(xué)和課件輔助教學(xué)。

5 教學(xué)重點和難點

正確理解機械能守恒定律的內(nèi)容以及定律成立的條件。從功能轉(zhuǎn)化關(guān)系角度理解機械能守恒的條件；在具體問題中能判斷機械能是否守恒。

6 教學(xué)過程

（新課引入）師：前面我們學(xué)了機械能的知識，知道動能和勢能（重力勢能、彈性勢能）的總和統(tǒng)稱機械能。不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化。

ppt展示：⒈ 機械能：動能、勢能（重力勢能和彈性勢能）

Ek=12mv2 Ep=mgh

師：以單擺小球為例，將小球拉至某一高度由靜止釋放，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，小球由最低點擺到往上擺，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。

下面我們利用這個單擺小球來做一個有趣的的實驗：

（\"鐵球碰鼻\"：請同學(xué)上來合作，完成實驗）

師：這位同學(xué)怕鐵球碰到鼻子，但是鼻子\"安然無恙\"，為什么呢？解釋這種現(xiàn)象要用到新的力學(xué)理論——機械能守恒，今天學(xué)習(xí)機械能守恒定律。

ppt展示： 第五節(jié) 機械能守恒定律

師：現(xiàn)實物理世界存在大量動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的例子。

（課件展示：自由落體、平拋、小球壓縮彈簧的動畫）

師：請同學(xué)們說明物體的動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化。

生：物體自由下落平拋時，高度越來越小，速度越來越大。高度減小表示重力勢能在減??；速度增大表示動能增大。這個過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。

豎直上拋的物體，在上升過程中，速度越來越小，高度越來越大。速度減小表示動能減?。桓叨仍龃蟊硎局亓菽茉龃?。這個過程動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。

小球壓縮彈簧，放開后彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能。

師：這幾個例子中動能和勢能之間確實發(fā)生了轉(zhuǎn)化，那么在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，動能和勢能的總和即總的機械能如何變化呢？

（課件展示自由落體）

師：對自由落體的物體，請同學(xué)們在自己的練習(xí)本上分別寫出動能定理的表達式及重力做功與重力勢能變化之間的關(guān)系。

（課件展示正確的表達式，強調(diào)學(xué)生易出錯的地方：重力做功等于\"初位置\"的重力勢能減去\"末位置\"的重力勢能）

ppt展示： mgh1-mgh2=12mv22-12mv21

師：等號左邊是重力勢能的減少量，等號右端是動能的增加量。該式說明什么？

生：在上述過程中重力勢能的減小量等于動能的增加量。

ppt展示： 12mv21+mgh1=12mv22=mgh2

師：請同學(xué)們結(jié)合圖形說明這個式子等號兩端各物理量的含義。

生：等號左側(cè)表示物體在初位置的機械能；等號右側(cè)表示物體在末位置的機械能。該式說明在上述情景中物體的機械能是守恒的。

師：同學(xué)們對這兩個表達式描述得很好。其實，在物體做平拋運動或沿光滑斜面下滑都可以列出相同的式子。

那么請你們思考一下，這三種情境中物體的受力情況及各個力做功情況，有哪些共同點和不同點，猜想在什么條件下物體的機械能守恒？

（教師評析后總結(jié)守恒定律的內(nèi)容）

ppt展示： ⒉ 機械能守恒定律：在只有重力做功的情形下，物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變。

師：我們分別用Ek1和Ek2表示物體的初動能和末動能，用Ep1和Ep2表示物體的初位置與末位置的重力勢能，則上式變成：

ppt展示： Ek1+ Ep1 =Ek2 +Ep2

是不是除重力外，其他力對物體做了功，物體的機械能就一定不守恒呢？如果豎直下落的物體除受重力外還受到空氣的阻力作用，機械能還守恒嗎？

（引導(dǎo)學(xué)生證明，課件展示）

WG-Wf=12mv22-12mv21

WG=mgh1-mgh2

12mv21+mgh1 =12mv22+mgh2+Wf

師：上式表明，物體在運動過程中，除重力做功外，如果還有其他力做功或其它力做功的代數(shù)和不為零，則機械能的總量要變。

ppt展示： ⒊ 守恒條件：只有重力做功。

師：只有重力做功包括以下兩種情況：

① 除重力外不受其它力作用 例如：自由落體和平拋

② 受其它力作用，但其它力不做功. 例如：沿光滑斜面下滑

師：這里請大家注意，推導(dǎo)中，物體的初狀態(tài)和末狀態(tài)我都是任意取的，所以說，\"守恒\"指過程中任意時刻的機械能都是相同的。

師：前面我們都是以動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化為例，研究機械能守恒。

動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化中，機械能總量是否守恒呢？。

（課件展示小球壓縮彈簧的動畫）

類比得到：在只有彈力做功的條件下，物體的動能與彈性勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而機械能的總量保持不變.

ppt展示： 守恒條件：只有重力（或彈力）做功。

師：在這個例子中，小球的動能和彈簧的彈性勢能總和保持不變，因此小球和彈簧系統(tǒng)機械能守恒；以自由落體運動為例，由于重力勢能是物體和地球相互作用引起的，因此物體和地球系統(tǒng)機械能守恒。所以

ppt展示： ⒋ 機械能守恒是對系統(tǒng)的。

師：學(xué)習(xí)了機械能守恒定律及條件，現(xiàn)在請同學(xué)們試著解釋這節(jié)課開始我們做的\"鐵球碰鼻\"的實驗現(xiàn)象。由于空氣阻力和鐵球的重力相比可以忽略，那么物體受到哪些力的作用？各力做功情況？鐵球的機械能守恒不呢？

生：鐵球擺動過程中，受到重力和繩子拉力的作用，但拉力不做功，鐵球的機械能守恒，所以每次都擺到原來的高度，實驗者的鼻子是安全的。

師：同學(xué)解釋得非常正確。不僅這樣，如果在鐵球擺動范圍的某點訂一個釘子，小球仍能上升到原來的高度。

（課件展示訂有一個釘子后單擺小球的動畫）

（播放蹦極視頻，引導(dǎo)學(xué)生分析能量的轉(zhuǎn)化）

5.課堂練習(xí)：教材的\"思考與討論\"和練習(xí)題。

6.小結(jié)：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機械能守恒定律，重點是掌握定律的內(nèi)容和表達式，理解定律成立的條件，從而正確應(yīng)用機械能守恒定律解題。同時要注意\"守恒\"指整個物理過程的任一時刻機械能都是相同的。所以，同學(xué)們可以根據(jù)需要選擇過程中的任意兩個狀態(tài)列機械能守恒的方程。

7 課后反思

該課堂教學(xué)設(shè)計，充分的體現(xiàn)了新課標的理念，以實驗為基礎(chǔ)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，引導(dǎo)學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)，努力改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式！

重視物理概念和規(guī)律的教學(xué)，加強學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生體會科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的思維過程和思維方法，培養(yǎng)學(xué)生自信心以及嚴謹認真的科學(xué)態(tài)度。提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)！