機(jī)械能守恒定律

教學(xué)目標(biāo)：

1、知識與技能

1.理解動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化.

2.掌握機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式.

2、過程與方法

經(jīng)過機(jī)械能守恒定律的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)一步理解機(jī)械能守恒的

條件.

3、情感態(tài)度與價值觀

培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的思想，通過規(guī)律、理論的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)

以致用的思想.

教學(xué)重點(diǎn)：

1.機(jī)械能守恒的條件.

2.在具體的問題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出數(shù)學(xué)表

達(dá)式.

教學(xué)難點(diǎn)：

1.判斷機(jī)械能是否守恒.

2.靈活運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決問題.

課前準(zhǔn)備：

1.自制課件、學(xué)案.

2.麥克斯韋滾擺、單擺、彈簧振子.

教學(xué)過程

導(dǎo)入新課

影片導(dǎo)入

課件展示翻滾過山車的精彩片斷，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，引

出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容.

在學(xué)生觀看過山車的同時，教師提醒學(xué)生分析過山車在運(yùn)行

過程中動能和勢能的變化情況.

游戲?qū)?/p>

教師利用事先準(zhǔn)備好的演示器材，請兩個同學(xué)配合，指導(dǎo)他

們完成一個小游戲，讓同學(xué)們認(rèn)真觀察并思考游戲里面的科學(xué)道理.

器材：細(xì)線、小鋼球、鐵架臺.

演示過程：將小鋼球機(jī)固定在細(xì)線的?端，細(xì)線的另一端系

在鐵架臺上，使小球與細(xì)線形成一個擺.讓一個同學(xué)靠近鐵架臺，頭稍低，另一同學(xué)把小球

由該同學(xué)的鼻子處釋放，小球擺動過程中能否碰到該同學(xué)的鼻子，提醒注意安全，并思考里

面的科學(xué)道理.如左下圖.

實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入

如右上圖所示，懸掛單擺的鐵架臺上增加一個橫桿P和一把

水平放置的尺子AB,實(shí)驗(yàn)時①調(diào)整橫桿P的高度，觀察小球擺動的情況；②調(diào)整水平尺子的

高度使小球從不同位置擺動，觀察小球擺動的情況.將各次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行概括，思考這些現(xiàn)

象說明什么問題.也可以將單擺懸掛在小黑板上，然后在小黑板上畫上若干條水平橫線，手

持短尺替代橫桿.

推進(jìn)新課

-、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化

前面我們學(xué)習(xí)了動能、勢能和機(jī)械能的知識.在初中學(xué)習(xí)時

我們就了解到，在一定條件下，物體的動能與勢能（包括重力勢能和彈性勢能）可以相互轉(zhuǎn)化,

動能與勢能相互轉(zhuǎn)化的例子在生活中非常多，請同學(xué)們舉出生活中的例子來說明動能與勢能

的相互轉(zhuǎn)化.

參考:1.從樹上掉下的蘋果（勢能向動能轉(zhuǎn)化）;

2.自行車猛蹬幾下自由沖上斜坡（動能向勢能轉(zhuǎn)化）；

3.拉弓射箭（勢能向動能轉(zhuǎn)化）

4.運(yùn)動會上撐竿跳高運(yùn)動員在跳起的過程中（人的動能轉(zhuǎn)化

為桿的彈性勢能，后桿的彈性勢能轉(zhuǎn)化為人的重力勢能）.

實(shí)驗(yàn)演示：依次演示麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子，提醒

學(xué)生注意觀察物體運(yùn)動中動能、勢能的變化情況，即轉(zhuǎn)化過程中物理量的具體變化.

通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生回答物體運(yùn)動中動能、勢能變化情

況.

教師小結(jié)：物體運(yùn)動過程中，隨著動能的增大，物體的勢能

減小；反之，隨著動能的減小，物體的勢能增大.

學(xué)生通過實(shí)例感受、實(shí)驗(yàn)演示，切實(shí)感受到機(jī)械能的兩種形

式（動能與勢能）之間可以相互轉(zhuǎn)化.而且，轉(zhuǎn)化過程中有力做功.

重力做功：動能-一重力勢能

彈力做功：動能-一彈性勢能.

二、機(jī)械能守恒定律

問題:動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化是否存在某種定量的關(guān)系呢？

上述各運(yùn)動過程中，物體的機(jī)械能是否變化呢？

引導(dǎo)學(xué)生通過具體的實(shí)例進(jìn)行理論推導(dǎo)分析.先考慮只有重

力對物體做功的理想情況.

情境設(shè)置：質(zhì)量為m的物體自由下落過程中，經(jīng)過高度hl

處速度為vL下落至高度h2處速度為v2,不計空氣阻力，分析由hl下落到h2過程中機(jī)械

能的變化（引導(dǎo)學(xué)生思考分析）.

分析：根據(jù)動能定理，有:=WG

下落過程中重力對物體做功，重力做功在數(shù)值上等于物體重

力勢能的變化量.取地面為參考平面，有WG=mghl-mgh2

由以上兩式可以得到=mghl-mgh2

移項(xiàng)得+mgh2=g+mghl

引導(dǎo)學(xué)生分析討論上面表達(dá)式的物理意義:等號的左側(cè)表示

末態(tài)的機(jī)械能，等號的右側(cè)表示初態(tài)的機(jī)械能，表達(dá)式表明初態(tài)跟末態(tài)的機(jī)械能相等.即在

小球下落的過程中，重力勢能減小，動能增加，減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能.

問題:此表達(dá)式具有普遍意義嗎？還是僅在只受重力的自由

落體運(yùn)動中成立？引導(dǎo)學(xué)生自己推導(dǎo)豎直上拋、平拋的過程是否成立.

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注在上述過程中物體的受力情況,可以證明，在

只有重力做功的情況下，物體動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而機(jī)械能總量保持不變.

思維拓展

在只有彈力做功的抗體系統(tǒng)內(nèi)呢？

課件展示：展示彈簧振子（由于彈簧振子概念學(xué)生還沒有接

觸，教師可以不提彈簧振子的概念）的運(yùn)動情況，分析物理過程.

教師設(shè)疑：在只有重力做功的情況下，機(jī)械能是守恒的；同

樣作為機(jī)械能組成部分的勢能，是否在只有彈力做功的情況下，機(jī)械能也能守恒呢？

學(xué)生在推導(dǎo)過程中可能會存在一定的困難，教師適當(dāng)加以輔

助推導(dǎo).對彈簧與小球的運(yùn)動過程簡要分析，得到動能與勢能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并明確：在只有

彈力對物體做功時物體的機(jī)械能守恒.

通過上面只有重力做功與只有彈力做功兩個部分的推導(dǎo)，師

生總結(jié)機(jī)械能守恒定律的內(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(jī)械能保持不變.

表達(dá)式：Ek2+Ep2=Epl+Ekl

教師引導(dǎo)學(xué)生理解表達(dá)式中各量的物理意義，并回顧機(jī)械能

守恒定律推導(dǎo)過程，加深認(rèn)識.

三、機(jī)械能守恒定律的條件

思維拓展

通過以上內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我們理解了機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式,

但真正應(yīng)用到解題過程還是有限制的.

大屏幕投影機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，并用不同顏色展示“在

只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)”，突出強(qiáng)調(diào)守恒的受力前提.引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)守恒的條

件.

有的學(xué)生認(rèn)為守恒條件應(yīng)該是只受重力或彈力；

有的學(xué)生認(rèn)為守恒條件應(yīng)該是只有重力或彈力做功.

在肯定兩位學(xué)生認(rèn)真思考的基礎(chǔ)上，教師質(zhì)疑兩位學(xué)生的意

見，激發(fā)他們思考的積極性：兩位同學(xué)說的有什么不同嗎？

學(xué)生討論：只有重力或彈力做功，還包含這樣的意思：可能

還受其他力，但其他力不做功.

思維追蹤:機(jī)械能守恒定律的條件應(yīng)該怎樣表述呢？舉例說

明.

學(xué)生總結(jié)：機(jī)械能守恒定律的條件可以表述為：

1.只受重力（彈力），不受其他力.如自由落體的物體.

2.除重力（彈力）以外還有其他力，但其他力都不做功.如做

單擺運(yùn)動的物體.

例題在距離地面20m高處，以15m/s的初速度水平拋出一

小球，不計空氣阻力，取g=10m/s2,求小球落地速度大小.

引導(dǎo)學(xué)生思考分析，提出問題：

1.前面學(xué)習(xí)過應(yīng)用運(yùn)動合成與分解的方法處理平拋運(yùn)動，現(xiàn)

在能否應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決這類問題？

2.小球拋出后至落地之前的運(yùn)動過程中，是否滿足機(jī)械能守

恒的條件？如何應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問題？

3.歸納學(xué)生分析的結(jié)果，明確：小球下落過程中，只有重力

對小球做功，滿足機(jī)械能守恒條件，可以用機(jī)械能守恒定律求解；應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時,

應(yīng)明確所選取的運(yùn)動過程，明確初、末狀態(tài)小球所具有的機(jī)械能.

取地面為參考平面,拋出時小球具有的重力勢能Epl=mgh,

動能為Ekl=mv02.落地時，小球的重力勢能Ep2=0,動能為Ek2=mv2.

根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有E1=E2,即mgh+=mv2

落地時小球的速度大小為v=m/s=25m/s.

課堂訓(xùn)練

1.如圖所示，下列四個選項(xiàng)的圖中，木塊均在固定的斜面上

運(yùn)動，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的F為木塊

所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動，圖C中的木塊向上運(yùn)

動.在這四個圖所示的運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒的是()

2.長為L的均勻鏈條放在光滑的水平桌面上，且使其長度的

1/4垂在桌邊，如圖所示.松手后鏈條從靜止開始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開桌邊時的

速度大小為多大？

點(diǎn)撥：求解這類題目時，一是注意零勢點(diǎn)的選取，應(yīng)盡可能

使表達(dá)式簡化，該題如選鏈條全部滑下時的最低點(diǎn)為零勢能點(diǎn)，則初始勢能就比較麻煩.二

是靈活選取各部分的重心，該題開始時的勢能應(yīng)取兩部分(桌面上和桌面下)勢能總和，整

根鏈條的總重心便不好確定，最后剛好滑出桌面時的勢能就沒有必要再分，可對整根鏈條求

出重力勢能.

課堂小結(jié)

1.在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的機(jī)械能總量

不變.

2.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的解題步驟

(1)確定研究對象；

⑵對研究對象進(jìn)行正確的受力分析；

⑶判斷各個力是否做功，并分析是否符合機(jī)械能守恒的條

件；

⑷視解題方便選取零勢能參考平面，并確定研究對象在始、

末狀態(tài)時的機(jī)械能；

⑸根據(jù)機(jī)械能守恒定律列出方程，或再輔之以其他方程,

進(jìn)行求解.

布置作業(yè)

1.教材“問題與練習(xí)”第1、3、4題.

2.觀察記錄生活中其他的物理情景，判斷其是否符合機(jī)械能

守恒定律.

板書設(shè)計

一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化

重力做功：動能-一重力勢能

彈力做功：動能一彈性勢能

二、機(jī)械能守恒定律

在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以相互

轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變.

三、機(jī)械能守恒定律的條件

1.只受重力（彈力），不受其他力.如自由落體的物體.

2.除重力（彈力）以外還有其他力，但其他力都不做功.如做

單擺運(yùn)動的物體.

機(jī)械能守恒定律教學(xué)設(shè)計

教學(xué)目標(biāo)：

1、知識與技能

1.理解動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化.

2.掌握機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式.

2、過程與方法

經(jīng)過機(jī)械能守恒定律的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)一步理解機(jī)械能守恒的條件.

3、情感態(tài)度與價值觀

培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的思想，通過規(guī)律、理論的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)以致用的思想.

教學(xué)重點(diǎn)：

1.機(jī)械能守恒的條件.

2.在具體的問題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出數(shù)學(xué)表達(dá)式.

教學(xué)難點(diǎn)：

1.判斷機(jī)械能是否守恒.

2.靈活運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決問題.

課前準(zhǔn)備：

1.自制課件、學(xué)案.

2.麥克斯韋滾擺、單擺、彈簧振子.

教學(xué)過程

導(dǎo)入新課

影片導(dǎo)入

課件展示翻滾過山車的精彩片斷，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容.

在學(xué)生觀看過山車的同時，教師提醒學(xué)生分析過山車在運(yùn)行過程中動能和勢能的變化情

況.

游戲?qū)?/p>

教師利用事先準(zhǔn)備好的演示器材，請兩個同學(xué)配合，指導(dǎo)他們完成一個小游戲，讓同學(xué)

們認(rèn)真觀察并思考游戲里面的科學(xué)道理.

器材：細(xì)線、小鋼球、鐵架臺.

演示過程：將小鋼球機(jī)固定在細(xì)線的一端，細(xì)線的另一端系在鐵架臺上，使小球與細(xì)線形成

一個擺.讓一個同學(xué)靠近鐵架臺，頭稍低，另一同學(xué)把小球由該同學(xué)的鼻子處釋放，小球擺

動過程中能否碰到該同學(xué)的鼻子，提醒注意安全，并思考里面的科學(xué)道理.如左下圖.

實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入

如右上圖所示，懸掛單擺的鐵架臺上增加一個橫桿P和一把水平放置的尺子AB,實(shí)驗(yàn)時

①調(diào)整橫桿P的高度，觀察小球擺動的情況;②調(diào)整水平尺子的高度使小球從不同位置擺動，

觀察小球擺動的情況.將各次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行概括，思考這些現(xiàn)象說明什么問題.也可以將單擺

懸掛在小黑板上，然后在小黑板上畫上若干條水平橫線，手持短尺替代橫桿.

推進(jìn)新課

一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化

前面我們學(xué)習(xí)了動能、勢能和機(jī)械能的知識.在初中學(xué)習(xí)時我們就了解到，在一定條件下，

物體的動能與勢能（包括重力勢能和彈性勢能）可以相互轉(zhuǎn)化，動能與勢能相互轉(zhuǎn)化的例子在

生活中非常多，請同學(xué)們舉出生活中的例子來說明動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化.

參考:1.從樹上掉下的蘋果（勢能向動能轉(zhuǎn)化）；

2.自行車猛蹬幾下自由沖上斜坡（動能向勢能轉(zhuǎn)化）；

3.拉弓射箭（勢能向動能轉(zhuǎn)化）

4.運(yùn)動會上撐竿跳高運(yùn)動員在跳起的過程中（人的動能轉(zhuǎn)化為桿的彈性勢能，后桿的彈性勢能

轉(zhuǎn)化為人的重力勢能）.

實(shí)驗(yàn)演示：依次演示麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子，提醒學(xué)生注意觀察物體運(yùn)動中動能、

勢能的變化情況，即轉(zhuǎn)化過程中物理量的具體變化.

通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生回答物體運(yùn)動中動能、勢能變化情況.

教師小結(jié)：物體運(yùn)動過程中，隨著動能的增大，物體的勢能減??；反之，隨著動能的減小，

物體的勢能增大.

學(xué)生通過實(shí)例感受、實(shí)驗(yàn)演示，切實(shí)感受到機(jī)械能的兩種形式（動能與勢能）之間可以相互

轉(zhuǎn)化.而且，轉(zhuǎn)化過程中有力做功.

重力做功：動能重力勢能

彈力做功：動能（好彈性勢能.

二、機(jī)械能守恒定律

問題：動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化是否存在某種定量的關(guān)系呢？上述各運(yùn)動過程中，物體的機(jī)械

能是否變化呢？

引導(dǎo)學(xué)生通過具體的實(shí)例進(jìn)行理論推導(dǎo)分析.先考慮只有重力對物體做功的理想情況.

情境設(shè)置：質(zhì)量為m的物體自由下落過程中，經(jīng)過高度％處速度為vi，下落至高度h2處速

度為V2,不計空氣阻力，分析由hl下落到h2過程中機(jī)械能的變化（引導(dǎo)學(xué)生思考分析）.

分析：根據(jù)動能定理，有:=WG

下落過程中重力對物體做功，重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢能的變化量.取地面為參考

平面，有WG=mgh「mgh2

由以上兩式可以得到=mghi-mgh2

移項(xiàng)得+mgh2=g+mghj

引導(dǎo)學(xué)生分析討論上面表達(dá)式的物理意義：等號的左側(cè)表示末態(tài)的機(jī)械能，等號的右側(cè)表示

初態(tài)的機(jī)械能，表達(dá)式表明初態(tài)跟末態(tài)的機(jī)械能相等.即在小球下落的過程中，重力勢能減

小，動能增加，減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能.

問題:此表達(dá)式具有普遍意義嗎？還是僅在只受重力的自由落體運(yùn)動中成立？引導(dǎo)學(xué)生自己

推導(dǎo)豎直上拋、平拋的過程是否成立.

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注在上述過程中物體的受力情況.可以證明，在只有重力做功的情況下，物體動

能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而機(jī)械能總量保持不變.

思維拓展

在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)呢？

課件展示：展示彈簧振子（由于彈簧振子概念學(xué)生還沒有接觸，教師可以不提彈簧振子的概

念）的運(yùn)動情況，分析物理過程.

教師設(shè)疑：在只有重力做功的情況下，機(jī)械能是守恒的；同樣作為機(jī)械能組成部分的勢能,

是否在只有彈力做功的情況下，機(jī)械能也能守恒呢？

學(xué)生在推導(dǎo)過程中可能會存在一定的困難，教師適當(dāng)加以輔助推導(dǎo).對彈簧與小球的運(yùn)動

過程簡要分析，得到動能與勢能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并明確：在只有彈力對物體做功時物體的機(jī)械

能守恒.

通過上面只有重力做功與只有彈力做功兩個部分的推導(dǎo)，師生總結(jié)機(jī)械能守恒定律的內(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(jī)械能保持不

變.

表達(dá)式：Ek2+Ep2=Epi+Eki

教師引導(dǎo)學(xué)生理解表達(dá)式中各量的物理意義，并回顧機(jī)械能守恒定律推導(dǎo)過程，加深認(rèn)

識.

三、機(jī)械能守恒定律的條件

思維拓展

通過以上內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我們理解了機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式，但真正應(yīng)用到解題過程還

是有限制的.

大屏幕投影機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，并用不同顏色展示“在只有重力或彈力做功的物體系

統(tǒng)內(nèi)"，突出強(qiáng)調(diào)守恒的受力前提.引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)守恒的條件.

有的學(xué)生認(rèn)為守恒條件應(yīng)該是只受重力或彈力；

有的學(xué)生認(rèn)為守恒條件應(yīng)該是只有重力或彈力做功.

在肯定兩位學(xué)生認(rèn)真思考的基礎(chǔ)上，教師質(zhì)疑兩位學(xué)生的意見，激發(fā)他們思考的積極性：

兩位同學(xué)說的有什么不同嗎？

學(xué)生討論：只有重力或彈力做功，還包含這樣的意思：可能還受其他力，但其他力不做功.

思維追蹤：機(jī)械能守恒定律的條件應(yīng)該怎樣表述呢？舉例說明.

學(xué)生總結(jié)：機(jī)械能守恒定律的條件可以表述為：

1.只受重力（彈力），不受其他力.如自由落體的物體.

2.除重力（彈力）以外還有其他力，但其他力都不做功.如做單擺運(yùn)動的物體.

例題在距離地面20m高處，以15m/s的初速度水平拋出一小球,不計空氣阻力，取g=10m/s2,

求小球落地速度大小.

引導(dǎo)學(xué)生思考分析，提出問題：

1.前面學(xué)習(xí)過應(yīng)用運(yùn)動合成與分解的方法處理平拋運(yùn)動，現(xiàn)在能否應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決

這類問題？

2.小球拋出后至落地之前的運(yùn)動過程中，是否滿足機(jī)械能守恒的條件？如何應(yīng)用機(jī)械能守恒

定律解決問題？

3.歸納學(xué)生分析的結(jié)果，明確：小球下落過程中，只有重力對小球做功，滿足機(jī)械能守恒條

件，可以用機(jī)械能守恒定律求解；應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時，應(yīng)明確所選取的運(yùn)動過程，明確

初、末狀態(tài)小球所具有的機(jī)械能.

取地面為參考平面，拋出時小球具有的重力勢能Epi=mgh,動能為Ek產(chǎn)mV。?.落地時,小球的

重力勢能Ep2=0,動能為Ek2=mv2.

根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有Ei=EZ,即mgh+=mv2

落地時小球的速度大小為v=m/s=25m/s.

課堂訓(xùn)練

1.如圖所示，下列四個選項(xiàng)的圖中，木塊均在固定的斜面上運(yùn)動，其中圖A、B、C中的斜面

是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的F為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所

示，圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動，圖C中的木塊向上運(yùn)動.在這四個圖所示的運(yùn)動過程中

機(jī)械能守恒的是（）

2.長為L的均勻鏈條放在光滑的水平桌面上，且使其長度的1/4垂在桌邊，如圖所示.松手后

鏈條從靜止開始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開桌邊時的速度大小為多大？

點(diǎn)撥：求解這類題目時，一是注意零勢點(diǎn)的選取，應(yīng)盡可能使表達(dá)式簡化，該題如選鏈條全

部滑下時的最低點(diǎn)為零勢能點(diǎn)，則初始勢能就比較麻煩.二是靈活選取各部分的重心，該題

開始時的勢能應(yīng)取兩部分（桌面上和桌面下）勢能總和，整根鏈條的總重心便不好確定，最

后剛好滑出桌面時的勢能就沒有必要再分，可對整根鏈條求出重力勢能.

課堂小結(jié)

1.在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的機(jī)械能總量不變.

2.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的解題步驟

⑴確定研究對象；

⑵對研究對象進(jìn)行正確的受力分析；

⑶判斷各個力是否做功，并分析是否符合機(jī)械能守恒的條件；

⑷視解題方便選取零勢能參考平面，并確定研究對象在始、末狀態(tài)時的機(jī)械能；

⑸根據(jù)機(jī)械能守恒定律列出方程，或再輔之以其他方程，進(jìn)行求解.

布置作業(yè)

1.教材"問題與練習(xí)”第1、3、4題.

2.觀察記錄生活中其他的物理情景，判斷其是否符合機(jī)械能守恒定律.

板書設(shè)計

一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化

重力做功：動能（好重力勢能

彈力做功：動能O彈性勢能

二、機(jī)械能守恒定律

在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不

變.

三、機(jī)械能守恒定律的條件

1.只受重力（彈力），不受其他力.如自由落體的物體.

2.除重力（彈力）以外還有其他力，但其他力都不做功.如做單擺運(yùn)動的物體.

評價

該教學(xué)設(shè)計符合新課改的教學(xué)理念，突出了學(xué)生的主體地位，滿足了全體學(xué)生的差異需求。

也是從教材的特點(diǎn)出發(fā)，可以較好的完成既定的教學(xué)目標(biāo)。

動量守恒定律教學(xué)設(shè)計

教學(xué)目標(biāo)與要求

1、理解系統(tǒng)、內(nèi)力、外力的概念和動量守恒定律的物理意義;

2、明確動量守恒的條件和適用范圍；

3、培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中搜集和處理信息的能力，加強(qiáng)對學(xué)生辯證思維能力的培養(yǎng)。

4、通過小組學(xué)習(xí)的方式，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。

教學(xué)過程

一、問題討論

1、問題：一人面對著墻壁，站在光滑的水平面上，當(dāng)他用力推墻后，會發(fā)生什么現(xiàn)象？并

用學(xué)過的知識予以解釋。

2、討論：要求學(xué)習(xí)小組成員討論時，各人發(fā)表觀點(diǎn)，相互補(bǔ)充完善，形成統(tǒng)一意見后，可

由小組代表發(fā)言，未形成統(tǒng)一意見的小組，成員可以自由發(fā)言。

3、總結(jié)：教師肯定學(xué)生正確的分析，對回答中的不足或錯誤，予以認(rèn)真剖析、更正。教師

進(jìn)步強(qiáng)調(diào)動量定理：只要物體受到外力的沖量，物體的動量就一定變化。在上述問題中，

之所以有些同學(xué)認(rèn)為墻未動，并不是墻的動量未發(fā)生變化，而是墻是與地球聯(lián)在一起，質(zhì)量

太大，速度變化太小，我們發(fā)現(xiàn)不了。

二、新課學(xué)習(xí)

（-）實(shí)驗(yàn)：

1、教師演示，學(xué)生觀察

兩個小車靜止的放在光滑的水平玻璃板匕它們之間裝有壓縮的彈簧，并用細(xì)線把它們拴在

一起。要求學(xué)生觀察，在下面三種情況下，各有什么現(xiàn)象，從這些現(xiàn)象中能否發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？

①小車質(zhì)量相等。（用天平稱小車的質(zhì)量），在離兩小車等距離的地方各放一塊檔板，剪斷細(xì)

線。

②A車的質(zhì)量是B車的2倍（用天平稱量），移動A車的檔板，使其到A車的距離減為原來

的一半，剪斷細(xì)線。

③A車的質(zhì)量為B車的3倍，移動A車的檔板，使其到A車的距離減為原來的1/3,剪斷細(xì)

線。

2、學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

3、總結(jié)：各學(xué)習(xí)小組成員之間交換意見，共同討論，由代表發(fā)言，教師作適當(dāng)點(diǎn)評，再和

全班同學(xué)共同總結(jié)

實(shí)驗(yàn)

用相關(guān)物理量表述現(xiàn)象

（重要信息）

結(jié)論

實(shí)驗(yàn)一

ml=m2si=s2[vl=v2

mlvl=m2v2

實(shí)驗(yàn)二

ml=2m2sl=[vl=

mlvl=m2v2

實(shí)驗(yàn)三

ml=3m2sl=[vl=

mlvl=m2v2

4、討論mlvl=m2V2的物理意義，要求學(xué)生注意分析小車發(fā)生作用的前后，每個小車動量

的變化，同時注意兩個小車的總動量有何變化？

要求學(xué)生獨(dú)立思考，自由發(fā)言，可相互補(bǔ)充或更正，教師適時提問引導(dǎo)。

mlvl=m2v2的物理意義：兩小車發(fā)生相互作用后，動量的大小相等，方向相反，因此總動

量（動量的矢量和）為零。不難發(fā)現(xiàn)，相互作用前，兩車均靜止，總動量也等于零，可見兩

個小車的總動量在作用前后保持不變。就每個小車來說，動量是變化的，而兩個小車組成的

整體動量不變。

三、動量守恒定律的理論推證

1、請學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)圖7-13的問題推證過程，小組內(nèi)可互相交流。要求學(xué)生回答下面問題

（1）在這一推證過程中，運(yùn)用了哪幾個定律或定理？

（2）推證的結(jié)果是什么？

P1+P2=P1'+P2'或mlvl+m2V-2=mlvl'+m2V-2'

（3）根據(jù)這一結(jié)果，我們能否認(rèn)為時于相互作用的物體在任何條件下，動量都保持不變呢？

在實(shí)驗(yàn)中用的水平玻璃板，上述問題中小球在光滑的水平地面上。這玻璃板、光滑暗示了一

個什么條件？

這說明小車、小球在水平方向上不受力作用，分析小車、小球受力情況，不難發(fā)現(xiàn)，它們所

受合力為零。

2、系統(tǒng)內(nèi)力和外力動量守恒的條件和適用范圍

系統(tǒng)—相互作用的物體組成一個系統(tǒng)。系統(tǒng)可大、可小，系統(tǒng)內(nèi)的物體可多可少。

內(nèi)力——系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力外力一一系統(tǒng)以外的物體對系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力

內(nèi)力和外力并不是不變的，隨系統(tǒng)范圍的大小不同，內(nèi)力可以變成外力，外力也可以變成內(nèi)

力。

兩個相互作用的物體（系統(tǒng)）總動量保持不變是有條件的，其條件是系統(tǒng)所受合外力為零或

不受外力。

動量守恒定律：一個系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。

適用范圍：

①碰撞（正碰、斜碰）和任何形式的相互作用

②多個物體組成的系統(tǒng)

③比牛頓定律適用范圍更廣，高速運(yùn)動、低速運(yùn)動、宏觀物體、微觀物體，是自然界普遍適

用的基本規(guī)律之一。

［課堂鞏固］

①系統(tǒng)②內(nèi)力③外力④動量守恒定律表達(dá)式：

P1+P2=P1'+P2'或mlvl+m2v-2=mlvl'+m2V-2'⑤動量守恒定律的適用條件和范圍

［課后練習(xí)］

1、圖7-16思考題

2、P1252、3

驗(yàn)證動量守恒定律——?dú)鈮|導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)

物理組賈杰

教學(xué)設(shè)計思想：利用氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證動量守恒定律，作為課堂教學(xué)的深化與補(bǔ)充，可以

使學(xué)生獲得對動量守恒定律的感性認(rèn)識，與以往學(xué)習(xí)的純理論知識相互印證，加深學(xué)生對動

量守恒的理解。實(shí)驗(yàn)利用光電門裝置采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，輸入計算機(jī)，由《物理實(shí)驗(yàn)微機(jī)輔助教

學(xué)系統(tǒng)》進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，提了實(shí)驗(yàn)精度，節(jié)約處理數(shù)據(jù)的時間，使學(xué)生的精力集中于對實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)象的觀察，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，尋找規(guī)律。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得到與以往理論學(xué)習(xí)的相

同的結(jié)論，不但可以增強(qiáng)對動量守恒定律的感性認(rèn)識，還通過動腦、動手、動口、積極參與

教學(xué)過程，最大限度的培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合、解決問題的能力。

教學(xué)目標(biāo)

一、知識目標(biāo)

1、通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生獲得對動量守恒定律以及守恒條件、適用范圍的感性認(rèn)識。

2、進(jìn)一步明確動量守恒情況下能量的變化情況。

二、能力目標(biāo)

1、通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，親自參與教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的動手能力，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

2、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力以及發(fā)散思維的能力。

三、德育目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識。

教學(xué)重點(diǎn)：本節(jié)課的重點(diǎn)在于通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、整理，得出動量守恒定律的內(nèi)容以及

適用條件、適用范圍。并在此基礎(chǔ)上明確動量守恒時能量的關(guān)系。

教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)誤差分析，以及對實(shí)驗(yàn)具體操作技巧地把握。

教學(xué)用具：氣墊導(dǎo)軌、滑塊、天平、彈簧圈、粘扣、擋光片、光電門、物理實(shí)驗(yàn)微機(jī)輔助教

學(xué)系統(tǒng)

教學(xué)過程

一、課題的引入

［教師］在系統(tǒng)學(xué)習(xí)動量守恒之后，我們利用物理微機(jī)實(shí)驗(yàn)室的儀器，親自對氣墊導(dǎo)軌上兩

個滑塊相互作用前后系統(tǒng)的動量變化情況進(jìn)行研究，獲得對動量守恒定律、守恒條件、適用

范圍的感性認(rèn)識，進(jìn)一步明確此過程中能量的變化情況。

請同學(xué)們回憶動量守恒定律的內(nèi)容、動量守恒的條件、以及動量守恒的適用范圍。

［學(xué)生］（回憶動量守恒定律的內(nèi)容、I可答教師的提問）

［教師］實(shí)驗(yàn)思考題：

1、驗(yàn)證動量守恒，需要測量哪些物理量？

2、系統(tǒng)動量守恒的條件是什么？與兩個物體接觸面的性質(zhì)、相互作用前兩滑塊的運(yùn)動情況

有沒有關(guān)系？如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

3、物體相互作用過程中動量守恒，系統(tǒng)的總能量是否守恒？總能量的變化規(guī)律如何？

［教師］參與學(xué)生的討論，引導(dǎo)學(xué)生歸納實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案。

二、實(shí)驗(yàn)裝置與原理

滑塊1

滑塊2

氣墊導(dǎo)軌

彈性圈

擋光片

光電門

在水平氣墊導(dǎo)軌上研究兩個滑塊相互作用的過程中系統(tǒng)動量的變化情況，以及能量的變化情

況。實(shí)驗(yàn)儀器如圖所示。

根據(jù)動量守恒應(yīng)有，利用天平測量滑塊的質(zhì)量，利用光電門測量擋光片的遮光時間，計算滑

塊ml、m2相互作用前后的速度、、、，則可以驗(yàn)證動量守恒。并計算系統(tǒng)相互作用前后的總

動能、，以及能量的變化量，并分析相互作用過程中的能量變化規(guī)律。

為了研究接觸面的性質(zhì)以及相互作用前物體運(yùn)動情況對動量以及能量的變化有無影響，應(yīng)根

據(jù)接觸面性質(zhì)、運(yùn)動情況的不同組合分別加以驗(yàn)證。由于時間關(guān)系，采取相互合作的方式，

每小組只驗(yàn)證以下兒種情況中的一種：彈性圈的動碰靜、彈性圈對碰、彈性圈追碰，裸塊的

動碰靜、裸塊追碰，粘扣的動碰靜。最后將各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合在一起分析。

三、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)

通過分組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相互作用前后系統(tǒng)的動量、能量的變化情況，將實(shí)驗(yàn)結(jié)論記錄于實(shí)驗(yàn)記錄

單。并在小組內(nèi)分析、討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

四、匯總、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

接觸面性質(zhì)

粘扣

碰撞前滑塊運(yùn)動情況

動碰靜

滑塊質(zhì)量(g)

滑塊1：323.6滑塊2：180.9

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

動量(kgm/s)

總動量

(kgm/s)

總動能

(J)

△Ek/EkO

滑塊1

滑塊2

1

初狀態(tài)

0.094

0

0.094

0.0136

27%

末狀態(tài)

0.064

0.036

0.100

0.0099

初狀態(tài)

0.136

0

0.136

0.0287

30%

末狀態(tài)

0.091

0.051

0.142

0.0200

接觸面性質(zhì)

彈性圈

碰撞前滑塊運(yùn)動情況

追碰

滑塊質(zhì)量(g)

滑塊1：322.6滑塊2：179.5

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

動量(kgm/s)

總動量

(kgm/s)

總動能

(J)

△Ek/EkO

滑塊1

滑塊2

1

初狀態(tài)

0.187

0.037

0.224

0.0582

3%

末狀態(tài)

0.096

0.128

0.224

0.0601

2

初狀態(tài)

0.154

0.041

0.195

0.0414

2%

末狀態(tài)

0.090

0.103

0.193

0.0421

接觸面性質(zhì)

裸塊

碰撞前滑塊運(yùn)動情況

對碰

滑塊質(zhì)量(g)

滑塊1：324

滑塊2：171

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

動量(kgm/s)

總動量

(kgm/s)

總動能

(J)

△Ek/EkO

滑塊1

滑塊2

初狀態(tài)

0.141

-0.075

0.066

0.0471

54%

末狀態(tài)

-0.021

0.084

0.063

0.0216

初狀態(tài)

0.086

-0.068

0.018

0.0250

61%

末狀態(tài)

-0.037

0.051

0.015

0.0097

［學(xué)生］山實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，接觸面不同，運(yùn)動情況不同，但在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍，系統(tǒng)

初末動量相等。但能量均有不同程度的損失，而且損失情況與接觸面性質(zhì)有關(guān)。

［教師］思考題：由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知雖然相互作用形式不同，作用之前的運(yùn)動狀態(tài)不同，但動量

均守恒，這一現(xiàn)象說明什么？相互作用形式的不同到底影響了什么？

［學(xué)生］相互作用形式、作用之前的運(yùn)動狀態(tài)等情況不會影響系統(tǒng)的總動量，只能影響到系

統(tǒng)的能量。當(dāng)接觸面為彈性圈時，系統(tǒng)的形變可以完全恢復(fù)，故能量守恒。當(dāng)接觸面為裸塊

時，在碰撞過程中，系統(tǒng)的動能有一部分損失，當(dāng)接觸面為粘扣時，系統(tǒng)碰后粘合，即完全

非彈性碰撞，系統(tǒng)能量損失最大。

五、拓展到其他相互作用

［教師］我們驗(yàn)證了系統(tǒng)在彈力作用下的動量守恒，那我們能否驗(yàn)證系統(tǒng)間以其他性質(zhì)力相

互作用時的動量守恒呢？

［學(xué)生］（小組討論實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案）

方案1、系統(tǒng)在電磁相互作用下動量守恒。滑塊上固定永磁體，使兩滑塊不接觸，通過電磁

力的相互作用，測量作用前后系統(tǒng)的動量，驗(yàn)證電磁力作用下動量守恒。

方案2、在滑塊上固定一個平臺，另?個物體在平臺上運(yùn)動，兩物體通過摩擦力相互作用，

測量作用前后系統(tǒng)的動量，驗(yàn)證摩擦力作用下動量守恒。

［教師］總結(jié)學(xué)生設(shè)計的實(shí)驗(yàn)，并展示自制的教具。

滑塊1

滑塊2

氣墊導(dǎo)軌

毛刷

墊塊

教具1、設(shè)計意圖：通過墊塊將毛刷固定于滑塊1上，滑塊2上固定一平板。滑塊1運(yùn)動之

后，通過毛刷和平板間的摩擦力作用帶動滑塊2運(yùn)動，驗(yàn)證系統(tǒng)在摩擦力作用下的動量守恒。

教具2：設(shè)計意圖：將永磁體固定在滑塊上，同名磁極相對，壓縮后由靜止釋放向相反方向

運(yùn)動(或相向運(yùn)動，在彼此彈開)，驗(yàn)證在電磁力作用下的動量守恒。

氣墊導(dǎo)軌

永磁體

滑塊1

滑塊2

［教師］驗(yàn)證在摩擦力和電磁力作用下的動量守恒，并記錄數(shù)據(jù)如下

作用力性質(zhì)及運(yùn)動情況

摩擦力、動碰靜

滑塊質(zhì)量(g)

滑塊1：403滑塊2：252

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

動量(kgm/s)

總動量

(kgm/s)

總動能

(J)

△Ek/EkO

滑塊1

滑塊2

初狀態(tài)

0.175

0

0.175

0.0381

26%

末狀態(tài)

0.106

0.066

0.172

0.0283

初狀態(tài)

0.091

0

0.091

0.0104

41%

末狀態(tài)

0.0548

0.0343

0.089

0.0061

作用力性質(zhì)及運(yùn)動情況

電磁鐵、對碰

滑塊質(zhì)量（g）

滑塊L192

滑塊2：192

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

動量（kgm/s）

總動量

(kgm/s)

滑塊1

滑塊2

初狀態(tài)

0.059

-0.076

-0.017

末狀態(tài)

-0.071

0.053

-0.018

初狀態(tài)

0.070

-0.049

-0.021

末狀態(tài)

-0.049

0.066

0.017

初狀態(tài)

0.074

-0.071

0.003

末狀態(tài)

-0.057

0.059

0.002

初狀態(tài)

0.070

-0.071

-0.001

末狀態(tài)

-0.061

0.058

-0.003

［教師］演示實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證在摩擦力、電磁力作用下動量守恒。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如上表。我們可以看到，

在摩擦力的作用下系統(tǒng)的動量在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)守恒，能量變化情況與前面完全非彈性

碰撞相同。但在電磁力相互作用時系統(tǒng)的動量時而增大，時而減小，系統(tǒng)動量并不守恒，造

成這種結(jié)果的原因是什么呢？

［學(xué)生］（小組討論）猜想：可能是軌道不平或空氣阻力的影響造成系統(tǒng)所受到的外力和不為

零。

［教師］若由于軌道不平或空氣阻力的影響而造成動量不守恒，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果要么偏大，要么

偏小，不會時大，時小，此外此次實(shí)驗(yàn)和前面同學(xué)們所做的實(shí)驗(yàn)是在同?種環(huán)境下進(jìn)行的，

空氣阻力的影響一直存在，但在前面分組實(shí)驗(yàn)中較好的驗(yàn)證了動量守恒，說明空氣阻力的影

響不是此次實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差較大的原因。

［學(xué)生］猜想：可能是由于固定光電門的鐵制金屬架和永磁體的相互作用，導(dǎo)致系統(tǒng)外力和不

為零。

［教師］如何驗(yàn)證這種猜想是否正確。

［學(xué)生］將固定永磁體的滑塊在氣墊導(dǎo)軌上由靜止釋放，發(fā)現(xiàn)滑塊總是向著固定光電門的鐵制

金屬架方向運(yùn)動，說明光電門的固定裝置和永磁體的相互作用，導(dǎo)致系統(tǒng)外力和不為零。不

滿足動量守恒的條件。

［教師］通過演示實(shí)驗(yàn)，我們成功地驗(yàn)證了在摩擦力的作用下系統(tǒng)的動量守恒，但驗(yàn)證電磁力

的作用下系統(tǒng)動量守恒時實(shí)驗(yàn)失敗，究其原因，是由于沒有滿足系統(tǒng)所受外力和為零這一動

量守恒的條件，并非動量守恒定律不適用于電磁力的作用。雖然這次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以失敗告終,

但可以讓我們深刻認(rèn)識到動量守恒定律成立的條件。

六、總結(jié)

通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使我們體會到無論相互作用形式如何，只要滿足動量守恒的條件，系統(tǒng)

的總動量就守恒這一事實(shí)。相互作用形式的不同只能影響系統(tǒng)的總能量。

驗(yàn)證動量守恒定律一氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)

教學(xué)設(shè)計思想：利用氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證動量守恒定律,作為課堂教學(xué)的深化與補(bǔ)充，可以使學(xué)生獲

得對動量守恒定律的感性認(rèn)識，與以往學(xué)習(xí)的純理論知識相互印證，加深學(xué)生對動量守恒的理解。實(shí)驗(yàn)利

用光電門裝置采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，輸入計算機(jī)，由《物理實(shí)驗(yàn)微機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)》進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，提了實(shí)驗(yàn)精

度，節(jié)約處理數(shù)據(jù)的時間，使學(xué)生的精力集中了對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，尋找規(guī)律。

學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得到與以往理論學(xué)習(xí)的相同的結(jié)論，不但可以增強(qiáng)對動量守恒定律的感性認(rèn)識,還通過動腦、

動手、動口、積極參與教學(xué)過程，最大限度的培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合、解決問題的能力。

教學(xué)目標(biāo)

一、知識目標(biāo)

1、通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生獲得對動量守恒定律以及守恒條件、適用范圍的感性認(rèn)識。

2、進(jìn)一步明確動量守恒情況下能量的變化情況。

二、能力目標(biāo)

1、通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，親自參與教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的動手能力，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

2、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力以及發(fā)散思維的能力。

三、德育目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識。

教學(xué)重點(diǎn)：木節(jié)課的重點(diǎn)在于通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、整理，得出動量守恒定律的內(nèi)容以及適用條件、適

用范圍。并在此展礎(chǔ)上明確動量守恒時能量的關(guān)系。

教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)誤差分析,以及對實(shí)驗(yàn)具體操作技巧地把握

教學(xué)用具：氣墊導(dǎo)軌、滑塊、天平、彈簧圈、粘扣、擋光片、光電門、物理實(shí)驗(yàn)微機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)

教學(xué)過程

一、課題的引入

［教師］在系統(tǒng)學(xué)習(xí)動量守恒之后，我們利用物理微機(jī)實(shí)驗(yàn)室的儀器，親自對氣墊導(dǎo)軌上兩個滑塊相

互作用前后系統(tǒng)的動量變化情況進(jìn)行研究，獲得對動量守恒定律、守恒條件、適用范圍的感性認(rèn)識，進(jìn)一

步明確此過程中能量的變化情況。

請同學(xué)們回憶動量守恒定律的內(nèi)容、動量守恒的條件、以及動量守恒的適用范圍。

［學(xué)生］（回憶動量守恒定律的內(nèi)容、回答教師的提問）

［教師I實(shí)驗(yàn)思考題：

1、驗(yàn)證動量守恒，需要測量哪些物理量？

2,系統(tǒng)動量守恒的條件是什么？與兩個物體接觸面的性質(zhì)、相互作用前兩滑塊的運(yùn)動情況有沒有關(guān)系？

如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

3,物體相互作用過程中動量守恒，系統(tǒng)的總能量是否守恒？總能量的變化規(guī)律如何？

［教師］參與學(xué)生的討論，引導(dǎo)學(xué)生歸納實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案。

二、實(shí)驗(yàn)裝置與原理

在水平氣墊導(dǎo)軌上研究兩個滑塊相互作用的過程中系統(tǒng)動量的變化情況，以及能量的變化情況。實(shí)驗(yàn)儀器

如圖所示。

阻

能量的變化量EK,并分析相互作用過程中的能量變化規(guī)律。

為了研究接觸面的性質(zhì)以及相互作用前物體運(yùn)動情況對動量以及能量的變化有無影響，應(yīng)根據(jù)接觸面性

質(zhì)、運(yùn)動情況的不同組合分別加以驗(yàn)證。由于時間關(guān)系，采取相互合作的方式，每小組只驗(yàn)證以下幾種情

況中的一種：彈性圈的動碰靜、彈性圈對碰、彈性圈追碰，裸塊的動碰靜、裸塊追碰，粘扣的動碰靜。最

后將各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合在?起分析。

三、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)

通過分組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相互作用前后系統(tǒng)的動量、能量的變化情況，將實(shí)驗(yàn)結(jié)論記錄于實(shí)驗(yàn)記錄單。并在

小組內(nèi)分析、討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

四、匯總、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

接觸面性質(zhì)粘扣

碰撞前滑塊運(yùn)動情況動碰靜

滑塊質(zhì)量（g）滑塊1：323.6滑塊2：180.9

動量（kgm/s）總動量總動能

實(shí)驗(yàn)次數(shù)△Ek/Eko

滑塊1滑塊2(kgm/s)（J）

初狀態(tài)0.09400.0940.0136

127%

末狀態(tài)0.0640.0360.1000.0099

初狀態(tài)0.13600.1360.0287

230%

末狀態(tài)0.0910.0510.1420.0200

接觸面性質(zhì)彈性圈

碰撞前滑塊運(yùn)動情況追碰

滑塊質(zhì)量（g）滑塊1：322.6滑塊2：179.5

動量(kgm/s)總動量總動能

實(shí)驗(yàn)次數(shù)△Ek/Eko

滑塊1滑塊2(kgm/s)（J）

初狀態(tài)0.1870.0370.2240.0582

13%

末狀態(tài)0.0960.1280.2240.0601

初狀態(tài)0.1540.0410.1950.0414

22%

末狀態(tài)0.0900.1030.1930.0421

接觸面性質(zhì)裸塊

碰撞前滑塊運(yùn)動情況對碰

滑塊質(zhì)量（g）滑塊1：324滑塊2：171

動量（kgm/s）總動量總動能

實(shí)驗(yàn)次數(shù)AEk/Eko

滑塊1滑塊2(kgm/s)（J）

初狀態(tài)0.141-0.0750.0660.0471

154%

末狀態(tài)-0.0210.0840.0630.0216

初狀態(tài)0.086-0.0680.0180.0250

261%

末狀態(tài)-0.0370.0510.0150.0097

［學(xué)生］由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，接觸面不同，運(yùn)動情況不同，但在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍，系統(tǒng)初末動量相等。

但能量均有不同程度的損失，而且損失情況與接觸面性質(zhì)有關(guān)。

［教師］思考題：由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知雖然相互作用形式不同，作用之前的運(yùn)動狀態(tài)不同，但動量均守恒，這一

現(xiàn)象說明什么？相互作用形式的不同到底影響了什么？

［學(xué)生］相互作用形式、作用之前的運(yùn)動狀態(tài)等情況不會影響系統(tǒng)的總動量，只能影響到系統(tǒng)的能量。當(dāng)接

觸面為彈性圈時，系統(tǒng)的形變可以完全恢復(fù)，故能量守恒。當(dāng)接觸面為裸塊時，在碰撞過程中，系統(tǒng)的動

能有一部分損失，當(dāng)接觸面為粘扣時，系統(tǒng)碰后粘合，即完全非彈性碰撞，系統(tǒng)能量損失最大。

五、拓展到其他相互作用

［教師］我們驗(yàn)證了系統(tǒng)在彈力作用下的動量守恒，那我們能否驗(yàn)證系統(tǒng)間以其他性質(zhì)力相互作用時的動量

守恒呢？

［學(xué)生］（小組討論實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案）

方案1、系統(tǒng)在電磁相互作用下動量守恒?；瑝K上固定永磁體，使兩滑塊不接觸，通過電磁力的相互作用，

測量作用前后系統(tǒng)的動量，驗(yàn)證電磁力作用下動量守恒。

方案2、在滑塊上固定一個平臺，另一個物體在平臺上運(yùn)動，兩物體通過摩擦力相互作用，測量作用前后

系統(tǒng)的動量，驗(yàn)證摩擦力作用下動量守恒。

［教師］總結(jié)學(xué)生設(shè)計的實(shí)驗(yàn)，并展示自制的教具。

教具1,設(shè)計意圖：通過墊塊將毛刷固定于滑塊1上，滑塊2上固定一平板?；瑝K1運(yùn)動之后，通過毛刷

和平板間的摩擦力作用帶動滑塊2運(yùn)動，驗(yàn)證系統(tǒng)在摩擦力作用卜?的動量守恒。

毛刷

|墊塊|，,,，

滑塊2

1滑塊1⑷,n.

運(yùn)動，在彼此彈開），驗(yàn)證在電磁力作用卜的動量守恒。

永磁體

滑塊2

［教師］驗(yàn)證在摩擦力和電磁力力F用下￡消塊1」氣墊導(dǎo)軌

作用力性質(zhì)及運(yùn)動情況摩擦力、動碰靜

滑塊質(zhì)量（g）滑塊1：403滑塊2：252

動量（kgm/s）總動量總動能

實(shí)驗(yàn)次數(shù)△Ek/Eko

滑塊1滑塊2(kgm/s)（J）

初狀態(tài)0.17500.1750.0381

126%

末狀態(tài)0.1060.0660.1720.0283

初狀態(tài)0.09100.0910.0104

241%

末狀態(tài)0.05480.03430.0890.0061

［教師］演示實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證在摩擦力、電磁力作用卜.動量守恒。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如上表。我們可以看?到，在摩擦力的

作用下系統(tǒng)的動量在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)守恒，能量變化情況與前面完全非彈性碰撞相同。但在電磁力相

互作用時系統(tǒng)的動量時而增大，時而減小，系統(tǒng)動量并不守恒，造成這種結(jié)果的原因是什么呢？

［學(xué)生］（小組討論）猜想：可能是軌道不平或空氣阻力的影響造成系統(tǒng)所受到的外力和不為零。

［教師］若由于軌道不平或空氣阻力的影響而造成動量不守恒，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果要么偏大，要么偏小，不會時

大，時小，此外此次實(shí)驗(yàn)和前面同學(xué)們所做的實(shí)驗(yàn)是在同一種環(huán)境下進(jìn)行的，空氣阻力的影響一直存在，

但在前面分組實(shí)驗(yàn)中較好的驗(yàn)證了動量守恒，說明空氣阻力的影響不是此次實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差較大的原因。

［學(xué)生］猜想：可能是由于固定光電門的鐵制金屬架和永磁體的相互作用，導(dǎo)致系統(tǒng)外力和不為零。

［教師］如何驗(yàn)證這種猜想是否正確。

［學(xué)生］將固定永磁體的滑塊在氣墊導(dǎo)軌上由靜止釋放，發(fā)現(xiàn)滑塊總是向著固定光電門的鐵制金屬架方向運(yùn)

動，說明光電門的固定裝置和永磁體的相互作用，導(dǎo)致系統(tǒng)外力和不為零。不滿足動量守恒的條件。

［教師］通過演示實(shí)驗(yàn)，我們成功地驗(yàn)證了在摩擦力的作用下系統(tǒng)的動量守恒，但驗(yàn)證電磁力的作用下系統(tǒng)

動量守恒時實(shí)驗(yàn)失敗，究其原因，是由于沒有滿足系統(tǒng)所受外力和為零這一動量守恒的條件，并非動量守

恒定律不適用于電磁力的作用。雖然這次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以失敗告終，但可以讓我們深刻認(rèn)識到動量守恒定律成

立的條件。

六、總結(jié)

通改本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使我們體會到無論相互作用形式如何，只要滿足動量守恒的條件，系統(tǒng)的總動量

就守恒這一事實(shí)。相互作用形式的不同只能影響系統(tǒng)的總能量。

《機(jī)械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計

一、教學(xué)目標(biāo)

1.在已經(jīng)學(xué)習(xí)有關(guān)機(jī)械能概念的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律，掌握機(jī)械能守恒的條件，

掌握應(yīng)用機(jī)械能守恒定律分析、解決問題的基本方法。

2.學(xué)習(xí)從功和能的角度分析、處理問題的方法，提高運(yùn)用所學(xué)知識綜合分析、解決問題的

能力。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

L機(jī)械能守恒定律是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能

守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能；能夠應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問

題。

2.分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能，是本節(jié)學(xué)習(xí)

的難點(diǎn)之一。在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識到，物體重力勢能大小與所選取的參考平面（零勢面）有

關(guān)；而重力勢能的變化量是與所選取的參考平面無關(guān)的。在討論物體系統(tǒng)的機(jī)械能時，應(yīng)先

確定參考平面。

3.能否正確選用機(jī)械能守恒定律解決問題是本節(jié)學(xué)習(xí)的另一難點(diǎn)。通過本節(jié)學(xué)習(xí)應(yīng)讓學(xué)生

認(rèn)識到，從功和能的角度分析、解決問題是物理學(xué)的重要方法之一；同時進(jìn)?步明確，在對

問題作具體分析的條件下，要能夠正確選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律分析、處理問題。

三、教具

演示物體在運(yùn)動中動能與勢能相互轉(zhuǎn)化。

器材包括：麥克斯韋滾擺；單擺；彈簧振子。

四、主要教學(xué)過程

（一）引入新課

結(jié)合復(fù)習(xí)引入新課。

前面我們學(xué)習(xí)了動能、勢能和機(jī)械能的知識。在初中學(xué)習(xí)時我們就了解到，在一定條件下，

物體的動能與勢能（包括重力勢能和彈性勢能）可以相互轉(zhuǎn)化，下面我們觀察演示實(shí)驗(yàn)中物體

動能與勢能轉(zhuǎn)化的情況。

［演示實(shí)驗(yàn)］依次演示麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子，提醒學(xué)生注意觀察物體運(yùn)動中動能、

勢能的變化情況。

通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生回答物體運(yùn)動中動能、勢能變化情況，教師小結(jié)：

物體運(yùn)動過程中，隨動能增大，物體的勢能減小；反之，隨動能減小，物體的勢能增大。

提出問題：上述運(yùn)動過程中，物體的機(jī)械能是否變化呢？這是我們本節(jié)要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。

（二）教學(xué)過程設(shè)計

在觀察演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們從理論上分析物理動能與勢能相互轉(zhuǎn)化的情況。先考慮只有

重力對物體做功的理想情況。

1.只有重力對物體做功時物體的機(jī)械能

問題：質(zhì)量為m的物體自由下落過程中，經(jīng)過高度hl處速度為V1,下落至高度h2處速度

為V2,不計空氣阻力，分析由hl下落到h2過程中機(jī)械能的變化（引導(dǎo)學(xué)