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

篇1

首先，機械能守恒是對系統(tǒng)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(tǒng)機械能守恒，要適當選取參照系，因為一個力學(xué)系統(tǒng)的機械能是否守恒與參照系的選取是有關(guān)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(gòu)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(tài)，且注意動能、勢能的統(tǒng)—性。

用機械能守恒定律解題有兩種表達式，可根據(jù)具體題目靈活應(yīng)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(zhuǎn)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(tǒng)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(chǎn)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(tǒng)外物體發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)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(zhì)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(shù)表示）

[解法]小球在運動過程中只有重力做功

根據(jù)機械能守恒定律，取小球運動軌跡的最地點為參考平面：

篇2

教學(xué)目的

本課教學(xué)從動能和勢能的復(fù)習(xí)入手，引導(dǎo)學(xué)生觀察生活現(xiàn)象，思考動能和勢能的變化之間的關(guān)系。機械能守恒定律是本章教學(xué)的重點內(nèi)容，重點是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機械能；能夠應(yīng)用機械能守恒定律解決有關(guān)問題，進而利用動能定理推導(dǎo)出機械能守恒定律的表達式。

教學(xué)重點

1.機械能守恒的條件。

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

教學(xué)難點

1.判斷機械能是否守恒。

2.靈活運用機械能守恒定律解決問題。

課時安排

1課時。

三維目標

知識與技能：1.理解動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化；2.掌握機械能守恒定律的表達式。

過程與方法：經(jīng)過機械能守恒定律的實際應(yīng)用，進一步理解機械能守恒的條件。

情感態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的思想，通過規(guī)律、理論的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)以致用的思想。

課前準備

1.自制課件、學(xué)案。

2.機械能守恒定律傳感器。

教學(xué)過程

回顧本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)思路，沿著功能關(guān)系一路走來。

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。

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)生分析過山車在運行過程中動能和勢能的變化情況。

推進新課

通過視頻觀看滾擺和滑雪，學(xué)生指出視頻中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

教師小結(jié)：物體運動過程中，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。

1.動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化

問題1：一個物體沿著光滑的曲面滑下，在A點時動能為Ek1，重力勢能為Ep1；在B點時動能為Ek2，重力勢能為Ep2。請找出各物理量的關(guān)系。（物體在A點的機械能E1和在B點的機械能E2的關(guān)系如何？）

分析：根據(jù)動能定理，有:mv22-mv12=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=mgh1-mgh2

由以上兩式可以得到mv22-mv12=mgh1-mgh2

移項得mv22+mgh2=mv12g+mgh1

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

明初態(tài)跟末態(tài)的機械能相等。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：此表達式具有普遍意義嗎？還是僅在只受重力的自由落體運動中成立？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?？梢宰C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，而機械能總量保持不變。

2.動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化

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，機械能是守恒的；同樣作為機械能組成部分的勢能，是否在只有彈力做功的情況下，機械能也能守恒呢？

問題2：一個小球固定在彈簧的一端，沿著光滑的水平面運動，從A到B的過程中，在A點時動能為Ek1，彈性勢能為Ep1′；在B點時動能為Ek2，彈性勢能為Ep2′。請找出各物理量的關(guān)系。

教師引導(dǎo)、總結(jié)：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，而總的機械能保持不變。

表達式：Ek2+Ep2=Ep1+Ek1

教師引導(dǎo)學(xué)生理解表達式中各量的物理意義，并回顧機械能守恒定律的推導(dǎo)過程，加深認識。

3.機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)，我們理解了機械能守恒定律的表達式，但真正應(yīng)用到解題過程還是有限制的。

大屏幕投影機械能守恒定律的內(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。

學(xué)生總結(jié)：機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，如做單擺運動的物體。

課堂訓(xùn)練

1.在下面各實例中，哪些過程機械能是守恒的，哪些過程機械能不守恒？為什么？

（1）跳傘運動員張開傘后，在空中勻速下降。

（2）鉛球在空中做平拋運動。

2.關(guān)于物體的機械能是否守恒的敘述，下列說法正確的是（ ）

A.做勻速直線運動的物體，機械能一定守恒

B.做勻變速直線運動的物體，機械能一定守恒

C.外力對物體所做的功等于0時，機械能一定守恒

D.物體若只有重力做功，機械能一定守恒

布置作業(yè)

1.教材“問題與練習(xí)”第1、3、4題。

篇3

1.知道實驗的原理、方法，能夠正確進行實驗操作。

2.會處理實驗數(shù)據(jù)，并能對實驗結(jié)果進行討論及誤差分析以采取相應(yīng)的措施減小實驗誤差，進一步深刻理解守恒定律的適用條件。

3.培養(yǎng)團隊合作意識，體會驗證規(guī)律的整個過程，養(yǎng)成規(guī)范操作、安全用電以及良好的衛(wèi)生習(xí)慣。

【知識回顧】

1.機械能守恒定律的內(nèi)容、條件及其表達式

。

2.試舉例符合機械能守恒定律條件的基本運動形式。

。

【自主導(dǎo)學(xué)】

1.在探究物理學(xué)規(guī)律的過程中，一般要經(jīng)歷生活觀察、個案分析、歸納總結(jié)、理論推導(dǎo) 、實驗驗證等過程，上一節(jié)我們所推導(dǎo)的機械能守恒定律也基本上經(jīng)歷了這樣一個過程。對于這個定律，是否經(jīng)得住實踐的考驗?zāi)?？那就讓我們共同獲得第一手數(shù)據(jù)來驗證吧！

同學(xué)們，開動你的機器，發(fā)揮你的才智，設(shè)計出屬于你自己的驗證方案，勇敢的展示吧！

。

2.本實驗選擇自由落體運動模型來驗證機械能守恒定律，是因為物體在自由落體運動過程中只有____做功，滿足____________。

3.為進行驗證機械能守恒定律的實驗，有下列器材可供選用：鐵架臺、電磁打點計時器、復(fù)寫紙、紙帶、秒表、低壓直流電源、導(dǎo)線、電鍵、天平。

其中不必要的器材有 ；缺少的器材是

。

4.質(zhì)量為m的物體從O點開始自由下落，以地面為零參考面，依次經(jīng)過O點正下方的A、B兩點時的速度分別為V1和V2，A、B兩點距地面的高度分別為h1、h2，那么，我們需要驗證 與 是否相等，若知道A、B間的距離h，還可驗證重物重力勢能的減少量與動能的增加量是否相等。物體下降的高度其對應(yīng)的測量器材是___________。為了計算出某時刻物體的動能，必須測量出物體在該時刻的瞬時速度，其計算公式為______。為了計算物體的動能和重力勢能，還需要知道物體的質(zhì)量，但本實驗中可以不測物體的質(zhì)量，其原因是 。

5.在固定打點計時器時應(yīng)注意什么？為什么？

。

6.本實驗中，若選取紙帶的開始點作為起點來驗證機械能守恒，為此必須選擇物體初速度為零。判斷開始點是否滿足該要求的依據(jù)是 ，

7.為了減小實驗誤差，應(yīng)盡量減小重物下落時紙帶所受的阻力。因此重錘應(yīng)選______（填重、輕）一些，紙帶應(yīng) 放置。盡管采取了上述措施，但由于阻力還是存在的，所以實驗中重力勢能的減小量應(yīng)______動能的增加量，這樣才是符合實際的。

【實驗步驟】

。

【表格設(shè)計】

。

【達標練習(xí)】

1.在用打點計時器驗證物體自由下落過程中機械能守恒實驗里，以下哪些是必需的？請把它們選出來，并將它們的字母代號按操作順序填在后面橫線空白處： 。

A.斷開電源，取下紙帶進行測量、記錄

B.將紙帶固定在重錘上， 并把它穿過打點計時器，提升到一定高度

C.接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后釋放紙帶上重錘自由下落

D.用天平測出的重錘的質(zhì)量

E.把打點計時器固定在支架上，并接在交流低壓電源兩端

答案：E、B、C、A

2.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知打點記時器所用的電源的頻率50Hz，查得當?shù)刂亓铀俣葹間=9.8m/s2，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg。實驗中得到一條如圖所示點跡清晰的紙帶，把第一個點記作O，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量等于______焦，動能的增加量等于______焦（取3位有效數(shù)字）。通過實驗得出的結(jié)論是： 。

答案：7.62 ， 7.57 ；在誤差允許的范圍內(nèi)，重力勢能的減少量等于動能的增加量。

篇4

1質(zhì)點和質(zhì)點系動能定理

1.1質(zhì)點的動能定理

物體自樓頂落下，重力對物體做正功，物體速度增加；汽車關(guān)閉發(fā)動機滑行，摩擦阻力對汽車做負功，汽車速度減小，可以看出力對物體做功可以改變物體的運動狀態(tài).因此必然存在某種描述物體運動狀態(tài)的物理量，該物理量的改變應(yīng)該和力對物體做功存在一定的定量關(guān)系.

1.2質(zhì)點系內(nèi)力做功

研究質(zhì)點系內(nèi)力做功，就需要研究兩質(zhì)點間作用力和反作用力做功的情況.牛頓第三定律表明作用力和反作用力大小相等、方向相反，即作用力和反作用力的矢量和為零.但是由于發(fā)生相互作用的兩個物移并不一定相同，因此作用力與反作用力做功代數(shù)和不一定為零.

篇5

一、正確選取研究對象

機械能守恒定律的研究對象必須是一個系統(tǒng)。這是因為勢能是系統(tǒng)的概念，只有系統(tǒng)才具有勢能。中學(xué)階段這個系統(tǒng)通常有三種組成形式：由物體和地球組成；由物體和彈簧組成；由物體、彈簧和地球組成。

例1 如圖1所示，質(zhì)量分別為m和2m的兩個小球A和B，中間用輕質(zhì)桿相連，在桿的中點O處有一固定轉(zhuǎn)動軸，把桿置于水平位置后釋放，在B球順時針擺動到最低位置的過程中（ ）

A.B球的重力勢能減少，動能增加，B球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒

B.A球的重力勢能增加，動能也增加，A球和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒

C.A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒

D.A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒

解析 A球在B球下擺過程中，重力勢能增加，動能增加，機械能增加，所以A球和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒。由于A球、B球和地球組成的系統(tǒng)只有重力做功，系統(tǒng)機械能守恒。因為A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒，而A球機械能增加，所以B球機械能一定減少。所以選項B、C正確。

二、正確理解機械能守恒的條件

嚴格地講，體系內(nèi)“只有重力或彈簧的彈力做功”是機械能守恒的條件。但由于做功的過程最終實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，所以在實際應(yīng)用時可從能量轉(zhuǎn)化的角度去理解，即只有物體的動能、系統(tǒng)的重力勢能和彈簧的彈性勢能之間發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)機械能總量保持不變。

例2 如圖2所示，A球用線懸掛且通過彈簧與B球相連，兩球質(zhì)量相等。當兩球都靜止時，將懸線燒斷，下列說法正確的是：（ ）

A.線斷瞬間，A球的加速度大于B球的加速度；

B.線段后最初一段時間里，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和彈性勢能；

C.在下落過程中，兩小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒；

D.線斷后最初一段時間里，動能的增量大于重力勢能的減少。

解析 懸線燒斷前彈簧處于伸長狀態(tài)，彈簧對A球的作用力向下，對B球的作用力向上。懸線燒斷瞬間，彈簧的伸長來不及改變，對A球的作用力仍然向下，故A球的加速度大于B球的加速度，即選項A正確。在下落過程中，只有重力和彈力做功，故兩小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，即選項C正確。懸線燒斷后最初的一段時間里，彈簧縮短到原長以前，重力勢能和彈性勢能均減少，系統(tǒng)的動能增大，即選項D正確。所以本題的正確答案為A、C、D。

對繩子突然繃緊，物體間碰撞后合在一起等情況，除非題目特別說明，否則機械能必定不守恒。

三、正確理解機械能守恒的相對性

機械能守恒的相對性是指動能的大小與參考系的選擇有關(guān)，勢能的大小與參考面（零勢能）的選取有關(guān)，因此同一系統(tǒng)相對于不同的參考系和零勢能描述的結(jié)果不相同。

篇6

論文關(guān)鍵詞：彈簧勁度系數(shù)，平拋運動，壓縮量

 

1引言

一直以來人們做測量彈簧勁度系數(shù)實驗時的原理只能用胡克定律：F=-KX,用該方法測定彈簧勁度系數(shù)，過程太過于簡單，實驗原理也過于單調(diào)；而做平拋運動實驗時只研究平拋運動的規(guī)律，沒有與其它實驗相聯(lián)系壓縮量，缺乏知識橫向的關(guān)聯(lián)性，本文結(jié)合平拋運動和機械能守恒定律來測定彈簧勁度系數(shù)

2裝置和原理

（1）本實驗使用的儀器有：光滑水平桌面、固定彈簧裝置、彈簧、鋼球、物理天平、刻度尺、木板、白紙 、圖釘

和復(fù)寫紙組成。

裝置如圖1所示免費論文下載。

（2）實驗原理：

①當彈簧在外力作用下

的壓縮量或拉伸彈簧量為 時，彈簧的彈性勢能為：

（1）

其中K為彈簧勁度系數(shù)。 圖1

②當一物體以速度v從某一高度為h處水平拋出時 ，經(jīng)過一定時間t將落在垂直于拋出點的距離s處，由此可知：

（2）

(3)

(2)式和（3）式聯(lián)立求解可得：

（4）

其中g(shù)為重力加速度。

③當彈簧水平放置在距離地面的高度為h的光滑桌面上，彈簧的一端固定，另一端與桌的邊緣對齊，將質(zhì)量為m的小鋼球放置在彈簧的另一端壓縮量，外力作用在小鋼球上壓縮彈簧使其彈簧的壓縮量為，抽取外力，鋼球在彈簧彈性力的作用下加速向桌邊緣運動，當彈簧的另一端到達桌邊緣時彈簧恢復(fù)到原長，鋼球以速度為v做平拋運動，經(jīng)過一定時間t將落在垂直于拋出點的距離s處。重復(fù)以上操作，多次改變彈簧的壓縮量x，就得到幾組水平位移s值壓縮量，記錄數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中可得出水平位移s與彈簧壓縮量x的關(guān)系，即：

（5）

鋼球離開桌面時的動能：

（6）

(4)式、（5）和（6）式聯(lián)立求解可得：

（7）

根據(jù)機械能守恒定律可知：

（8）

則： （9）

（9）式就是結(jié)合平拋運動測定彈簧勁度系數(shù)時與之相關(guān)物理量的表達式免費論文下載。由此可知利用本結(jié)論測彈簧勁度系數(shù)只需測量本實驗裝置中的彈簧水平放置在光滑桌面上距離地面的高度h和鋼球的質(zhì)量即可得出彈簧勁度系數(shù)。

3實驗步驟

(1)將彈簧固定裝置按放在水平桌面上，彈簧一端固定在彈簧固定裝置上，使其彈簧的另一端與桌面邊緣對齊；（2）木板放在桌邊緣下方的水平地面上，在木板的上面鋪上白紙一張，再在白紙的上面鋪上復(fù)寫紙并用圖釘把復(fù)寫紙和白紙固定在木板上；（3）用物理天平稱量小鋼球的質(zhì)量m;(4)把小鋼球從緊挨彈簧的一端釋放使其自由下落在鋪有復(fù)寫紙的木板上，記下落地點O點；（5）拿刻度尺測量水平桌面到小鋼球路地點的高度h;(6)把小鋼球放在彈簧的一端壓縮量，外力作用在小鋼球上使其彈簧壓縮；（7）抽取外力，小鋼球和彈簧向桌面的邊緣加速運動，當小鋼球到達桌面的邊緣時小鋼球?qū)⒁砸欢ǖ乃俣茸銎綊佭\動。

5結(jié)論

本實驗利用機械能守恒定律和平拋運動的相關(guān)知識找出彈簧勁度系數(shù)與水平位移S和彈簧壓縮量X的關(guān)系，把測彈簧勁度系數(shù)間接地轉(zhuǎn)化為測量平拋物體的質(zhì)量和平拋的高度，從而求出彈簧勁度系數(shù) 。

參考文獻：

[1]漆慎安，杜嬋英.力學(xué)[M].高等教育出版社.2版,2005.6

[2]楊述武，趙立竹，沈國土.普通物理實驗（力學(xué)、熱學(xué)部分）[M]. 高等教育出版社.4版,2007.12

篇7

【關(guān)鍵詞】高中物理；機械能；守恒定律；分層教學(xué)法

近幾年，在教育體制改革下，學(xué)生在教學(xué)中發(fā)揮其主體地位，并促進其主動性。目前，分層次教學(xué)已經(jīng)得到各科教師的普遍運用。在分層次教學(xué)中，一般要根據(jù)學(xué)生的不同特點、心理素質(zhì)以及學(xué)習(xí)能力進行教學(xué)，以保證分層教學(xué)獲得較大的實施效果。

一、了解學(xué)生的基本狀況

教師在教學(xué)中要與學(xué)生經(jīng)常溝通，并能夠了解學(xué)生的基本狀況。因為教師在進行分層次教學(xué)期間，都要根據(jù)學(xué)生的基本情況來選擇，所以，教師在日常教學(xué)期間，就要主動與學(xué)生溝通、交流，并對學(xué)生進行全面的了解。在該執(zhí)行條件下，不僅能為教學(xué)方式進行積極調(diào)整，促進教學(xué)內(nèi)容的合理設(shè)計，還能使教學(xué)效果獲取較大效果。例如：在高中物理學(xué)習(xí)機械能守恒定律教學(xué)期間，在開展課程教學(xué)前期，教師就要引導(dǎo)學(xué)生在課前對知識進行預(yù)習(xí)，其中，可以為學(xué)生體現(xiàn)幾個能夠研究的問題，并在課下與學(xué)生進行溝通、交流等。可以向?qū)W生提問：找出生活中動能轉(zhuǎn)換為勢能的運動；當一個小球利用繩子掛起來后，對小球的受力情況進行分析等。在預(yù)習(xí)過程中，通過教師對學(xué)生的了解，不僅能夠方便教師在課堂上的新知識傳授，還能在課堂教學(xué)中有針對性的對學(xué)生進行引導(dǎo)，以保證教學(xué)目標的有利達成。

二、設(shè)置分層課堂教學(xué)問題

在分層次課堂教學(xué)中，對問題的提出也要分層次，從而激發(fā)學(xué)生能夠主動參與學(xué)習(xí)過程。因為在整個教學(xué)過程中，每個環(huán)節(jié)都是利用課堂問題來完成的，這樣才能促進課程教學(xué)的整體性、系統(tǒng)性發(fā)展。所以，在對課堂問題進行設(shè)置期間要進行分層次創(chuàng)造。其一，要根據(jù)課本內(nèi)容以及知識特點、框架進行問題提出。其二，要根據(jù)學(xué)生回答問題的狀況以及學(xué)生的學(xué)習(xí)情況提出，以促進問題的分層次教學(xué)。在具體的分層次教學(xué)過程中，對問題的設(shè)置也具有難易程度區(qū)分，受學(xué)生自身學(xué)習(xí)能力與自身學(xué)習(xí)水平的不同，如果設(shè)置比較難的問題，將適合學(xué)習(xí)能力比較優(yōu)秀的學(xué)生；如果設(shè)置比較簡單的問題，將適合學(xué)習(xí)能力比較弱的學(xué)生，因此，對于學(xué)習(xí)能力比較差的學(xué)生，要設(shè)置一些相對簡單的問題，并從基礎(chǔ)條件入學(xué)，從而激發(fā)學(xué)生的自信心。在這種分層次問題設(shè)置過程中，不僅能提高分層次教學(xué)的質(zhì)量，還能使分層次教學(xué)提高整個課堂教學(xué)質(zhì)量。例如：在高中物理課程教學(xué)中學(xué)習(xí)機械能守恒定律，教師在課堂上就可以為學(xué)生設(shè)置不同的問題，并引導(dǎo)學(xué)生對問題進行分析并掌握，從而對學(xué)生的分析問題、解決問題的能力進行培養(yǎng)。如：在對課堂問題進行設(shè)置期間，可以從三方面進行。其一，對已經(jīng)學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容進行復(fù)習(xí)，并提出動能定理的內(nèi)容與表達式，從而對學(xué)生的理論知識掌握程度進行考察。其二，可以讓學(xué)生思考蕩秋千活動，并研究機械能守恒定律的實質(zhì)問題。其三，對一些實驗原理進行探究分析等。在這些問題教學(xué)中，不僅能夠引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會過渡知識點，還能使學(xué)生加深對知識點的理解，從而促進分層次教學(xué)的順利發(fā)展。

三、設(shè)置分層課堂教學(xué)活動

促進課堂教學(xué)活動的分層次教學(xué)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因為高中物理知識需要與教學(xué)活動聯(lián)系在一起，物理學(xué)科教學(xué)與去其他學(xué)科不同，它需要更多的實驗，才能將知識展示出來。所以，在物理實驗教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，并使學(xué)生獲得更多的實驗機會，教師在課堂教學(xué)活動中就要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況分層次設(shè)置，以調(diào)動學(xué)生的參與積極性。例如：在高中物理學(xué)習(xí)機械能守恒定律教學(xué)期間，教師可以為其設(shè)置兩個實驗活動，并對學(xué)生進行分組。其中，可以分為優(yōu)秀學(xué)生、后進生兩組，并保證在實驗中優(yōu)秀的學(xué)生能夠帶動后進學(xué)生提高實際的學(xué)習(xí)效率。第一個實驗，可以根據(jù)相關(guān)的實驗原理，研究小車在斜面上，進行下滑移動，并研究在該過程中發(fā)生的機械能是否存在變化。第二個實驗，將一個滑塊從某高度處靜止釋放，并闡述滑塊離開后落到地面的水平距離。該實驗比較難，所以，要在優(yōu)秀學(xué)生的積極引導(dǎo)下對其進行操作、研究，然后，教師在監(jiān)督與引導(dǎo)下給出合理、科學(xué)的意見，從而保證學(xué)生的實驗操作期間能夠提高其課堂實質(zhì)量，提升高中物理的教學(xué)效率。

四、總結(jié)

總而言之，在高中物理機械能守恒定律教學(xué)中利用分層次教學(xué)發(fā)揮其較大意義，在整個教學(xué)活動中，分層次教學(xué)不僅能激發(fā)學(xué)生的主動意識，還能提高學(xué)生的物理成績，從而為教師的教學(xué)手段提供更多參考意見。

參考文獻：

[1]達瓦卓瑪.高中物理機械能守恒定律教學(xué)中分層教學(xué)法的應(yīng)用[J].時代教育，2015（18）：182-182.

篇8

【關(guān)鍵詞】物理 機械能 守恒條件

Understanding to the condition of the conservation of the mechanical energy

Shang Guangyu

【Abstract】To understand the conditions of conservation of mechanical energy from work and energy.

【Keywords】PhysicsMechanical energyConditions of conservation

機械能守恒定律是解決力學(xué)問題的重要定律之一，其解題的簡捷性、方便性突出地體現(xiàn)了其優(yōu)越性，因而在力學(xué)問題中應(yīng)用機械能守恒定律來求解也是非常常用的。然而，并不是所有的力學(xué)問題都能夠應(yīng)用機械能守恒定律來求解，因為機械能守恒是有條件的，沒有理解守恒的條件很容易造成錯誤。

教材上關(guān)于機械能守恒定律是這樣敘述的：在只有重力（或彈簧彈力）做功的情況下，物體的動能和重力勢能（或彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變。從表面上看：“在只有重力（或彈簧彈力）做功的情況下”是機械能守恒的條件。剖析其具體的守恒條件，筆者認為應(yīng)從以下兩個方面理解：

1．從功的角度分析機械能守恒的條件。在只有重力（或彈簧彈力）做功的情況下，物體的動能和重力勢能（或彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。對“只有重力（或彈簧彈力）做功”這一條件的理解是學(xué)生很容易犯的錯誤，筆者對這一問題的幾點理解歸納如下：

1．1物體只受重力。

例如：各種拋體運動（忽略空氣阻力）――平拋、斜拋、上拋、下拋等，都是只受重力的作用，只有重力做功機械能守恒。

1．2物體除了受重力、彈簧彈力以外還受其他力，但其他力不做功，只有重力、彈簧彈力做功。

例如：①固定在地面上的光滑斜面（或曲面）上的自由滑動的物體，除了重力以外，還受斜面施加的垂直斜面向上的支持力。顯然，無論直斜面還是曲斜面，這個力總是與沿斜面切線方向的位移相垂直，該力不做功，物體機械能守恒。

②水平彈簧振子除了重力、彈簧彈力以外，還受水平桿豎直向上的支持力，支持力不做功，機械能守恒。

③單擺除了受重力以外，還受擺繩沿半徑方向的拉力，拉力不做功，單擺機械能守恒。

1．3物體除了受重力、彈簧彈力以外還受其他力，但其他力做功的總和為零。這不是真正的守恒，但可以當作守恒來處理。

例如：從空中下落的物體（不能忽略空氣阻力，且空氣阻力恒定），下落同時施加在物體上一個大小恒等于空氣阻力大小的、方向與空氣阻力相反的力，此時物體除了重力外，還有其他力做功，但其他力做功的總和為零，可以認為守恒。

2．從能量的角度分析機械能守恒的條件。對某一系統(tǒng)，只有物體間機械能的轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機械能的轉(zhuǎn)化，機械能也沒有轉(zhuǎn)變成其他形式的能量，則系統(tǒng)的機械能守恒。

篇9

■ 階段一：熟練掌握各種基本物理模型的解題“鑰匙”

解決動力學(xué)問題，現(xiàn)階段一般有兩種途徑：（1） 牛頓第二定律和運動學(xué)公式――力的觀點；（2） 動能定理、機械能守恒定律、功能關(guān)系、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律――能量觀點. 這是解決動力學(xué)問題的兩把“金鑰匙”.

■ 1. 二把“金鑰匙”的合理選取

研究某一物體所受力的瞬時作用與物體運動狀態(tài)的關(guān)系（或涉及加速度）時，一般用力的觀點解決問題；涉及功和位移時優(yōu)先考慮動能定理；如只有重力和彈力做功的情形，則優(yōu)先考慮機械能守恒定律；一般來說，用能量觀點比用力的觀點解題簡便，因此在解題時優(yōu)先選用能量觀點. 但在涉及加速度問題時就必須用力的觀點. 有些問題，像高考中的一些綜合題，用到的觀點不止一個.

■ 2. 能量觀點解題的差異

在運用機械能守恒定律或動能定理解題時，學(xué)生往往容易混淆. 因此，我們有必要了解兩種方法的差異，這樣，在處理問題時才能達到熟練應(yīng)用的程度，不至于出現(xiàn)張冠李戴的現(xiàn)象.

（1） 適用條件不同：機械能守恒定律適用于只有重力和彈力做功的情形；而動能定理則沒有條件限制，它不但允許重力做功還允許其他力做功.

（2） 分析思路不同：用機械能守恒定律解題只要分析對象的初、末狀態(tài)的動能和勢能，而用動能定理解題不僅要分析研究對象的初、末狀態(tài)的動能，還要分析所有外力所做的功，并求出這些力做功的總功.

（3） 書寫方式不同：在解題的書寫表達式上機械能守恒定律的等號兩邊都是動能和勢能的和，而用動能定理解題時等號左邊一定是外力的總功，右邊是動能的變化.

■ 階段二：能夠識別基本物理模型、確定方法和思路、列出方程求解

■ 例 如圖1所示，M是半徑R=0.9 m的固定于豎直平面內(nèi)的1/4光滑圓弧軌道，軌道上端切線水平，軌道下端豎直相切處放置豎直向上的彈簧槍，彈簧槍可發(fā)射速度不同的質(zhì)量m=0.2 kg的小鋼珠. 假設(shè)某次發(fā)射的小鋼珠沿軌道內(nèi)壁恰好能從M上端水平飛出，落至距M下方h=0.8 m平面時，又恰好能無碰撞地沿圓弧切線從A點切入一光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道下滑. A、B為圓弧軌道兩端點，其連線水平，圓弧半徑r=1 m，小鋼珠運動過程中阻力不計，g取10 m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6. 求：

（1） 發(fā)射小鋼珠前，彈簧槍彈簧的彈性勢能Ep；

（2） 從M上端飛出到A點的過程中，小鋼珠運動的水平距離s，

（3） AB圓弧對應(yīng)的圓心角θ；（結(jié)果可用角度表示，也可用正切值表示）

（4） 小鋼珠運動到AB圓弧軌道最低點時對軌道的壓力大小.

■ 解析 復(fù)雜情境都是由基本物理模型簡單構(gòu)成的，此題是由豎直平面內(nèi)的圓周運動最高點問題+平拋運動+豎直平面內(nèi)的圓周運動最低點問題構(gòu)成了一個多過程問題.

物理模型一：小鋼珠彈出到最高點，是豎直平面內(nèi)的圓周運動，由于圓弧光滑且圓弧對小鋼珠的彈力不做功，在運動過程中只有重力做功，因此機械能守恒，彈簧槍彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小鋼珠的動能，只要求出最高點的速度v就可以求出彈簧槍彈簧的彈性勢能. 由“恰好”沿軌道內(nèi)壁飛出，有重力提供向心力mg=m■，再由Ep=mgR+■mv2可求出彈簧槍彈簧的彈性勢能.

物理模型二：小鋼珠從最高點到A點，小鋼珠做平拋運動且與AB弧的A點相切，根據(jù)平拋運動的特點：水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動，選擇豎直方向的運動規(guī)律h=■gt2可求出時間，再根據(jù)水平方向的規(guī)律s=vt可求出s. 由平拋運動豎直方向的速度vy=gt和相切的幾何規(guī)律可求出θ=106°.

物理模型三：從A點到O點，小鋼珠沿光滑圓弧軌道做圓周運動，同樣機械能守恒，選O點所在平面為參考平面，則有■mv2A+mg（r-rcosθ）=■mv2O，求出O點速度，由圓周運動的向心由合外力提供，則N-mg=m■，可求出軌道對小鋼球的支持力，根據(jù)牛頓第三定律得到小鋼球?qū)壍赖膲毫?

篇10

■ 例1 如圖1所示，長為l的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，另一端有固定轉(zhuǎn)軸O，桿可在豎直平面內(nèi)繞軸O自由轉(zhuǎn)動. 若在最低點P處給小球一沿切線方向的初速度■，不計空氣阻力，則以下判斷正確的是（ ）

A. 小球不能到達最高點

B. 小球能到達最高點，且在Q點的速度小于■

C. 小球能到達最高點，且在Q點受到輕桿向上的力

D. 小球能到達最高點，且在Q點受到輕桿向下的力

■ 解析 對于輕桿約束，物體在豎直平面內(nèi)做圓周運動能通過最高點的臨界速度趨近于零. 假設(shè)小球能到達最高點Q點，根據(jù)機械能守恒定律，■mv2P=mg?2l+■mv2Q，而vP=■，可得小球在Q點的速度為vQ=■＜■. 小球在Q點所需向心力F=m■=■mg＜mg，故小球在Q點受到輕桿向上的力. 本題正確選項為BC.

本題若混淆了輕桿與輕繩的約束條件，則會誤選A.

■ 例2 一根內(nèi)壁光滑的細圓鋼管，形狀如圖2所示，處于豎直平面內(nèi). 一粒小鋼球被簧槍從與鋼管圓心O處于同一水平面上的A處正對管入，射擊時無機械能損失. 第一種情況使小鋼球恰能到達最高點C處；第二種情況使小鋼球經(jīng)最高點C處后平拋，恰好又落回到A處. 這兩種情況下簧槍的性勢能之比為多少？

■ 解析 小鋼球在豎直細圓鋼管內(nèi)的圓周運動，屬于雙面約束，類似輕桿約束. 在第一種情況下，小鋼球恰能到達最高點C處，說明到C處的速度為零. 在第二種情況下，小鋼球從C處開始做平拋運動，又恰好落回A處，說明平拋運動的水平位移與豎直位移大小相等，且x=y=R. 選小鋼球、地球為一系統(tǒng)，因只有重力做功，故兩種情況下系統(tǒng)的機械能均守恒. 取鋼管圓心O所處的水平面為重力勢能的參考平面，由機械能守恒定律可得

第一種情況 Ep1=mgR，

第二種情況 Ep2=mgR+■mv2，

又 R=vt=■gt2，

聯(lián)立以上兩式解得Ep2=■mgR，

故簧槍的性勢能之比為■=■.

■ 例3 如圖3所示，質(zhì)量為m的小球由長為l的細線系住，細線的另一端固定在A點，AB是過A的豎直線，E為AB上的一點，且AE=■l，過E作水平線EF，在EF上釘鐵釘D，若線能承受的最大拉力是9mg，現(xiàn)將小球懸線拉至水平，然后由靜止釋放，若小球能繞釘子在豎直面內(nèi)做圓周運動，求釘子位置在水平線上的取值范圍（不計線與釘子碰撞時的能量損失）.

■ 解析 設(shè)在D點時繩剛好承受最大拉力，DE=x，則AD=■.

懸線碰到釘子后，繞釘做圓周運動的半徑為r=l-AD=l-■.

當小球落到D點正下方時，繩受的拉力為F，此時小球的速度為v，由牛頓第二定律有

F-mg=m■，

因F=9mg，故有m■=8mg，

由機械能守恒定律得mg■+r=■mv2，

即v2=2g■+r，

由以上三式聯(lián)立解得x=■l.

設(shè)在D′點，小球剛能繞釘子做圓周運動到達圓周的最高點，ED′=x′，則

ED′=■，

故r′=l-AD′=l-■，

在最高點mg=m■，

由機械能守恒定律得mg■-r′=■mv′2，